ILLUSTRAION BY Michael Cho
아마추어 우주탐사 도우미 수상작
1. 세티앳홈(SETI@home): 민간 참여형 외계 지적생명체 탐사 (1999년)
2. 이코노스(Ikonos): 지구 관측 이미지 주문생산 인공위성 (2000년)
3. 스카이 스카우트(SkyScout): 망원경과 연결, 원하는 별을 찾아주는 천문가이드 (2006년)
[NASA 스카이 크래인]
화성탐사 로버의 생명줄
"지난 8월 6일 화성 착륙에 성공한 로버의 이름이 '큐리오시티(Curiosity)'라는 건 많은 사람들이 알 겁니다. 하지만 큐리오시티가 화성 대기권에 진입, 지면에 안착하는 일명 진입·강하·착륙(EDL) 단계에서 저희는 대담하다는 의미의 '오대시티(Audacity)'라고 불렀습니다."
큐리오시티의 EDL을 책임졌던 NASA 제트추진연구소(JPL)의 수석엔지니어 애덤 스텔츠너의 말이다. 실제로 화성탐사미션 11번 중 5번이 EDL에서 실패했을 만큼 EDL은 고도의 기술력이 요구된다. 엔지니어들이 EDL 단계를 '공포의 7분'이라 칭하는 것도 이 때문이다.
애덤과 그의 팀은 무려 7년 이상동안 EDL을 성공시킬 새로운 시스템 개발에 매달렸고 '스카이 크레인(Sky Crane)'이라는 역작을 완성시켰다. 이는 쉽게 말해 강하모듈 속에 로버를 넣고 낙하하다가 특정 고도에서 고강도 나일론 로프를 활용, 로버를 지면에 내려뜨리는 시스템이다.
이를 실현키 위한 역학적 계산은 더 없이 까다로웠다. 로프에 매달린 로버는 진자 운동 및 바람의 수평·수직적 변화를 이겨야했던 탓이다. NASA가 1999년 처음 제시된 이 아이디어를 봉인해뒀던 것도 이 때문이다.
그러던 2003년 NASA는 신형 로버, 즉 큐리오시티의 제작 계획을 발표했다. 그리고 고민에 빠졌다. 큐리오시티는 기존 화성탐사 로버처럼 에어백으로 감싸서 떨어뜨리기에는 덩치나 중량이 너무 컸던 것. 이 녀석을 위한 새로운 시스템이 필요했다.
"그해 가을 3일간의 브레인스토밍을 통해 스카이 크레인의 봉인을 풀기로 결정했죠. 최대 난제는 로버가 완벽히 수직하강하고 있을 때, 다시 말해 지면에 닿기 직전에 내려뜨려야 한다는 점이었어요."
2007년 800여명의 연구팀이 하강 모듈의 개발에 뛰어들었다. 로버와 결착된 이 모듈은 사전 설정된 고도에서 8개의 하이드라진 역추진 로켓을 분사, 하강속도를 시속 290㎞에서 3㎞로 낮춘 뒤 지상 20m 상공에서 3개의 나일론 로브와 연결된 큐리오시티를 내려 보낸다.
재미있는 사실은 스카이 크레인이 단 한 번도 실제 성능을 확인받지 않았다는 점이다. "지구상에서는 화성과 동일한 조건으로 하강모듈과 스카이 크레인을 실험할 방법이 없었어요. 8월 6일이 첫 테스트이자 실전 무대였죠. 만일 실패했다면 저희를 동정해줄 사람은 많지 않았을 겁니다."
그날 스카이 크레인은 완벽히 작동했고 큐리오시티도 안전하게 착륙했다. 덕분에 차기 화성탐사에도 쓰일 가능성이 높아졌다. "스카이 크레인은 쉽게 스케일업이 가능해요. 899㎏인 큐리오시티보다 500㎏ 더 무거운 로버도 다룰 수 있죠. 로버만 준다면 어디에든 내려놓아 보이겠습니다." mars.jpl.nasa.gov/msl
브레인 스토밍(brainstorming) 특정 주제를 놓고 다수의 구성원이 자유롭게 아이디어를 제시, 창의적 아이디어를 찾는 회의 방식. 아무리 엉뚱한 생각이라도 비판을 가하지 않는 게 핵심이다.
하이드라진 질소와 수소의 화합물(N2H4).
[NASA JPL 전방향 앵커링 매커니즘] 포스트잇 로봇 발
NASA 제트추진연구소(JPL) 연구팀이 소행성 등 외계행성 탐사의 최대 난제 하나를 풀었다. 암석이나 절벽을 올라야 할 때 앵커를 박지 않고도 모든 각도의 울퉁불퉁한 표면에 완벽히 달라붙는 로봇 발을 개발한 것. 바퀴벌레의 다리를 모방, 폴리우레탄 소재의 미세한 가시 수백 개를 채용함으로써 잘 붙으면서도 잘 떨어진다. www.jpl.nasa.gov
[노스롭 그루먼 장기 체공 복합 정찰선(LEMV)] 21일 무착륙 감시선
미 육군의 LEMV는 미군이 개발 또는 발주한 하이브리드 비행선 중 첫 성공작이다. 나일론 소재 기낭(氣囊)에 부양용 가스인 헬륨을 채워 장기체공 능력을 부여했고 공기역학 디자인, 고정식 보조날개, 추력편향노즐 등을 통해 부양력과 기동성을 배가했다. 덕분에 기존보다 더 많은 화물을 탑재하거나 더 오랜 시간 임무 수행이 가능하다. 내년 중 아프가니스탄에 투입될 예정인데 최대 21일간 6,000m 상공에서 쉬지 않고 감시의 눈을 번뜩일 것이다. northropgrumman.com
추력 편향 노즐(vectored thrust nozzle) 추력, 즉 항공기의 배기 방향을 조절할 수 있는 노즐. 수직이착륙을 포함, 현란하고 자유로운 기동을 가능케 해준다.
[NASA 폰샛 1.0] 스마트폰 인공위성
NASA 에임스연구센터가 개발한 머그컵 크기의 초저가형 인공위성. 제조단가가 3,500달러에 불과하다. 중앙프로세서는 바로 HTC의 스마트폰 넥서스원이며 통신용 무선안테나도 값싼 상용품을 썼다. 예정대로 올해 말 발사되면 10일간 혹은 배터리 소진 시까지 아마추어 무선 주파수로 사진을 전송할 것이다. NASA는 후속모델인 '폰샛(PhoneSat) 2.0'도 준비 중이다. 위성통신용 S-주파수 대역 쌍방향 안테나와 태양전지를 채용, 성능을 높였다. 프로세서는 삼성전자의 넥서스S가 낙점됐다. www.nasa.gov
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