미지의 세계 우주를 탐사하기 위한 인간의 노력은 끝이 없다. 각국의 항공 우주 관련 기관 및 연구소는 물론이고 스페이스X 등 민간 기업 모두 우주 탐사를 위한 우주선 및 위성 제작에 적극적으로 투자하고 있다. 그동안 우주선은 지구에서 제작돼, 지구를 떠나 우주를 향했다. 그러나 이제 머지않아 우주에서 우주선을 제작할 기술이 등장했다.
기존 우주선·위성 제작의 한계
구독자 96만 명을 둔 영국의 인기 과학, 기술 전문 유튜브 채널 큐리어스 드로이드(Curious Droid)가 3D 프린팅을 이용한 우주선 제작 기술을 소개했다.
그동안 제작된 우주선의 크기가 갈수록 커지면서 동시에 우주선이 궤도에 진입할 때까지 안전을 확보하는 기술 부담도 커졌다. 이 때문에 많은 우주선이 발사할 때, 접힌 상태로 발사되어 궤도 진입 후, 원래의 크기대로 펼쳐지는 방식으로 제작된다.
문제는 우주선과 위성을 접었다 적절한 시점에 펼쳐지도록 기술을 완벽히 구현하는 데 어려움이 있다. 우주선을 접는 기술이 완벽하게 적용되지 않는다면, 일정 궤도 진입 과정 혹은 진입 후에 우주선이 망가진다.
게다가 우주선과 위성의 크기가 갈수록 커지면서 이를 우주까지 운반할 로켓을 찾는 데도 어려움이 있다. 우주선과 위성의 크기가 지나치게 크다면, 이를 완벽하게 제작해도 우주에 발사하기 어렵다는 문제가 있다. 이 때문에 여러 제조사가 우주선과 위성을 제작하는 데 한계가 있었다.
우주에서 우주선을 제작한다?
기존의 우주선과 위성 제작의 한계를 극복할 해결책으로 우주에서 직접 우주선을 제작하는 방안을 제시할 수 있다. 그런데, 우주에서 우주선을 제작하는 것은 매우 어려운 것처럼 느껴진다. 우주의 중력 때문에 제작 과정에서 조금이라도 실수한다면, 지구에서 제작할 때보다 우주선이 망가지기 쉽기 때문이다. 우주에서 우주선을 어떻게 제작할 수 있을까?
우주에서 로봇을 활용한다면, 우주선 제작이 어렵지 않을 것으로 보인다. 실제로 국제우주정거장(ISS)에서 로봇을 활용한 우주선 제작 실험이 진행되고 있다. 이 과정에 로봇 제작 라인에 3D 프린팅이 접목되었다.
미국 기업 메이드 인 스페이스(Made in Space)는 세계 최초로 ISS에서 3D 프린팅 로봇을 활용한 우주선 제작 실험을 시작했다. 다음 제작 과정을 위해 몇 달간 기다릴 필요가 없다는 점에서 빠른 속도로 우주선 제작이 가능하다는 장점이 있다.
메이드 인 스페이스는 2017년, 우주의 환경을 그대로 구현한 미국 항공우주국(NASA)의 진공실에서 3D 프린터로 우주선을 제작할 수 있는 능력을 선보였다. 그리고, 2019년, 메이드 인 스페이스는 NASA와 계약을 맺고 우주에서 3D 프린팅 기반 우주선 제작 능력을 선보이기 위한 실험을 시작했다.
현재, 메이드 인 스페이스는 맞춤형 우주선 및 위성 제작 기술을 구현하고 있다. 메이드 인 스페이스의 우주선 제작 기술을 활용한다면, 이전의 우주선 제작 과정에서 많은 기업이 부닥친 우주선 크기 제한이라는 한계를 넘어설 것으로 기대된다.
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