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사상 처음 태양광 돛을 단 위성이 움직이기 시작했다...‘라이트 세일2’ 호 지구궤도서 작동

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사상 처음 태양광 돛을 단 위성이 움직이기 시작했다...‘라이트 세일2’ 호 지구궤도서 작동

복싱경기장만한 5.6mx5.6m 크기 돛이 태양광 압력을 반사



태양광으로 추진되는 위성과 태양광돛 라이트세일2의 배치가 완료된 직후 행성학회가 트윗을 날려 배치 성공을 알렸다.(사진=행성학회 트위터)이미지 확대보기
태양광으로 추진되는 위성과 태양광돛 라이트세일2의 배치가 완료된 직후 행성학회가 트윗을 날려 배치 성공을 알렸다.(사진=행성학회 트위터)
행성학회는 트위터를 통해 모든 지표는 라이트세일2가 성공적으로 지구궤도상에 배치됐음을 보여준다고 쓰고 있다.(사진=행성학회 트위터)이미지 확대보기
행성학회는 트위터를 통해 모든 지표는 라이트세일2가 성공적으로 지구궤도상에 배치됐음을 보여준다고 쓰고 있다.(사진=행성학회 트위터)

“돛 배치가 완료됐다. 우리는 태양광으로 항행하고 있다!(Sail deployment complete! We’re sailing on sunlight!)”

행성학회(The Planetary Society)는 지난달 25일 스페이스X 팰컨9 로켓에 실려 발사된 라이트 세일2(Light Sail2)호가 23일 오전 11시47분(한국시각 24일 오전 3시47분) 우주에서 성공적으로 태양광 돛을 펼쳤고 최초의 태양광 돛(솔라세일)으로 작동하는 위성이 되기 위한 역사적인 우주 항해를시작했다고 트위터를 통해 밝혔다.

이 단체는 지난달 25일 사상 최초로 태양빛으로 추진되는 우주선을 지구궤도에 배치하기 위해 라이트세일2를 로켓에 실어 우주로 발사했다.

라이트세일2는 우주궤도에 배치된 지 약 2분 만에 태양광 돛을 펼쳤다. 태양광돛은 사람의 머리카락보다도 가는 4.5미크론 두께의 마일러(비닐의 일종)로 제작됐다. 이 태양광 돛을 단 위성은 태양광을 받아 운항하는 위성 추진 방식이 가능하다는 것을 입증하기 위해 궤도를 높여야 한다.
스페이스X 팰콘9로켓에서 분리되는 큐브샛 위성을 담은 우주선체(사진=행성학회)이미지 확대보기
스페이스X 팰콘9로켓에서 분리되는 큐브샛 위성을 담은 우주선체(사진=행성학회)
태양광 돛의 규격과 구성. 펼친 면적은 복싱경기장 크기다.(사진=행성학회)이미지 확대보기
태양광 돛의 규격과 구성. 펼친 면적은 복싱경기장 크기다.(사진=행성학회)

큐브샛 위성의 돛 저장공간(사진=행성학회)이미지 확대보기
큐브샛 위성의 돛 저장공간(사진=행성학회)

큐브샛 위성 사방에 있는 활대배치 모터. 활대에서 태양광 돛이 나온다.(사진=행성학회)이미지 확대보기
큐브샛 위성 사방에 있는 활대배치 모터. 활대에서 태양광 돛이 나온다.(사진=행성학회)

태양돛이 펼쳐지는데 약 2분이 걸렸다.(사진=행성학회)이미지 확대보기
태양돛이 펼쳐지는데 약 2분이 걸렸다.(사진=행성학회)
솔라세일2의 태양돛이 막 펴지기 시작하는 모습. (사진=행성학회)이미지 확대보기
솔라세일2의 태양돛이 막 펴지기 시작하는 모습. (사진=행성학회)

태양돛이 펼쳐지기 시작하는 모습(사진-행성학회)이미지 확대보기
태양돛이 펼쳐지기 시작하는 모습(사진-행성학회)

태양돛이 거의 다 펼쳐지기 직전의 모습(사진=행성학회)이미지 확대보기
태양돛이 거의 다 펼쳐지기 직전의 모습(사진=행성학회)
마일러로 만들어진 돛은 별도의 연료없이 우주에서 항행할 수 있는 위성이나 우주선을 만들 수 있다는 것을 증명해 주게 될 것이다.

라이트세일2는 대략 식빵 한 덩어리 크기의 5kg 무게인 직사각형 위성인 큐브샛(Cube Sat)과 5.6mx5.6m 넓이(복싱 경기장 크기)로 펼쳐진 태양광돛으로 구성돼 있다.

과학자들은 23일 오후 매분마다 생방송으로 진행된 행사에서 이 미션의 진행상황을 조금씩 공개했다. 행성학회는 이 위대한 업적을 확인한 후 트위터를 통해 “돛 배치가 완료됐다. 우리는 태양광으로 항행하고 있다!”고 알렸다.

라이트세일2는 개념적으로는 1600년대의 천문학자 요하네스 케플러로 거슬러 올라가는데 그는 “혜성의 꼬리가 태양에서 멀어지는 것은 태양빛 압력 때문일 것”이라는 가설을 내놓았다. 태양돛 아이디어는 1970년대의 존경받는 과학자이자 교육자('코스모스'의 저자)인 칼 세이건 박사에 의해 대중에게 소개됐다.

태양광돛으로 추진되는 우주선(또는 위성)은 별도의 연료를 필요치 않으며 대신 태양에 의해 방출되는 광자, 또는 빛의 입자의 압력에 의해 작동된다. 처음에는 느린 속도로 항행하지만 계속 빛을 받으면 고속 추진력을 갖게 된다. 이는 미래에 행성 간 우주여행을 실현해 줄 중요한 기술로 여겨진다. 행성학회 우주선 설계에 따르면, 거대한 태양 돛은 이러한 입자들을 반사하며, 그들의 운동량(힘)의 이동에 따라 큐브샛을 앞으로 밀고 나가게 된다.

라이트세일2 미션팀은 원격 측정 데이터를 통해 23일 오전 11시 50분 경(미 태평양 표준시)에 태양광 돛 배치 완료를 확인했다. 행성학회는 “목표는 측정할 수 있을 정도로 라이트세일2의 궤도를 높여 태양빛 돛이 큐브샛을 밀어낼 수 있는 항행 수단이라는 것을 보여주는 것이다”라고 말했다. 라이트세일 2호는 이같은 방식으로 하루 500m씩 고도를 끌어 올리게 된다.

■라이트세일2는?
라이트세일2의 태양광돛 중심에 있는 큐브샛은 식빵크기로 무게는 약 5kg에 이른다.(사진=행성학회)이미지 확대보기
라이트세일2의 태양광돛 중심에 있는 큐브샛은 식빵크기로 무게는 약 5kg에 이른다.(사진=행성학회)
이 우주선은 대략 식빵 한덩어리 크기에 무게 약 5kg인 큐브샛, 그리고 펼치면 가로세로가 각각 5.4m 이상되는 복싱경기장 크기의 태양광 돛으로 구성되어 있다.

돛이 나오는 활대의 길이는 4m다. 가로세로 길이는 5.6mx5.6m다. 돛의 총 면적은 약 32㎡다. 이 태양돛은 사각형을 이루는 네 개의 삼각 돛, 테이프처럼 풀리는 코발트 합금 활대와 연결되도록 설계됐다.

행성학회는 로켓에 라이트세일2를 실어 발사한 후 태양광돛이 펼쳐져 궤도에 안착하기까지의 과정을 유튜브 애니메이션으로 소개했다.


이재구 글로벌이코노믹 기자 jklee@g-enews.com