달 탐사도 이제 자율주행차 시대 ,,,

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美  NASA , 인튜이티브 머신스 등 민간우주 기업 3곳 예비 선정


미국항공우주국( NASA )은 최근 달탐사 차량( Lunar   Terrain   Vehicle·LTV )을 개발하고자 민간우주 기업 중 인튜이티브 머신스, 루나 아웃포스트, 벤투리 아스트로랩을 예비 선정했다. 

NASA 는 이 3곳을 통해 1년간 예비 설계 시스템을 개발한 뒤 한 업체를 최종 선정할 계획이다. 

최종 선정된 업체는 2030년  NASA 의 달탐사 프로젝트인 아르테미스 우주비행사들이 달 표면을 이동하고 탐사할 때 사용할 차량 개발을 맡게 된다.

 5년간 개발과 10년간 달에서 운영을 포함한 이번  LTV  개발 프로젝트 규모는 최대 46억 달러(약 6조3680억 원)에 달한다. 

NASA 가 선정한 이 업체들은 달 환경에 적합한 특수 차량과 타이어 개발을 위해 보잉, 미쉐린, 노스럽 그러먼, 록히드마틴,  GM , 굿이어 등과 협력해 개발을 시작했다.

우주비행사를 태우고 달 표면을 주행하는 인튜이티브 머신스의 달탐사 차량 개념도. [인튜이티브 머신스 제공]

미국항공우주국( NASA )이 최근 선정한 달탐사 차량 개발업체 중 한 곳인 루나 아웃포스트의 달탐사 차량 개념도.

제이컵 블리처  NASA  수석탐사연구원은 기자회견을 통해 “달에는 길이 전혀 없기 때문에 새로운 길을 개척할 수 있는 차량을 개발해야 한다”며 “ LTV 의 이동성은 달에 대한 관점을 근본적으로 바꿔줄 것”이라고 말했다.

NASA 가 개발하려는 차세대  LTV 는 연료를 구할 수 없는 달의 특성상 전기나 차세대 연료 전지로 주행해야 달의 거친 지형을 쉽게 이동 가능하다. 

시속 15㎞ 속도로 달릴 수 있고, 한 번 충전으로 우주비행사가 약 8시간 동안 주행할 수 있어야 한다. 

또한 영하 170도에서 영상 130도 사이를 오가는 달남극의 극한 온도에서도 성능을 유지해야 한다는 조건이 포함된다.

특히 이번에 개발될 차량에는 전력 관리를 비롯해 자율주행, 통신, 내비게이션 시스템 등 첨단기술이 탑재될 예정이다. 

차량을 직접 운전하지 못하는 환경에서도 탐사를 지속할 수 있도록 자율주행과 원격조종 기능도 필요하다. 

LTV 는 과학 장비, 로봇 팔, 탐사 도구를 장착해 잠재적인 착륙 지점을 정찰하고 샘플을 수집함으로써 유인 임무를 지원하게 된다. 

우주비행사들은 이를 타고 달 표면을 이동하면서 현장 지질 연구, 샘플 수집 및 반환, 실험 배치 등을 수행할 수 있다. 

이러한 임무는 달이 어떻게 형성되고 진화했는지는 물론, 달과 태양의 상호작용 및 달 자원 등을 이해하고 연구하는 데 필요하다. 

인류가 처음 달탐사를 시도한 1960년대까지만 해도 우주비행사가 직접 달 위를 보행하며 탐사해야 했다. 

그러나 육중한 우주복과 장비 때문에 보행 가능한 거리에 제약이 생길 수밖에 없었다.

1971년 아폴로 15호 우주비행사가 달에서 달탐사 차량을 운전하고 있다. [미국항공우주국 제공]

1971년 아폴로 15호가 임무를 수행할 때 최초  LTV 가 등장했다. 

GM 과 록히드마틴 등이 개발한 초기  LTV 는 아폴로 16호, 17호 임무를 연이어 수행하는 동안 30㎞에 달하는 달 지형을 횡단했으며, 최고속도는 시속 18㎞였다. 

그러나 매 임무가 끝날 때면 차량도 폐기해야 할 만큼 내구성이 취약했다. 

달에서  LTV  수명이 짧은 이유는 방사선과 중력장 같은 장벽 때문이다. 

지구 대기와 자기장은 태양이나 우주선에서 방출되는 고에너지 입자를 막아주지만, 달에는 이러한 보호막이 없다. 

또 달은 지구보다 훨씬 더 약한 중력장을 갖고 있어 차량 작동에도 미묘하게 영향을 미친다.

이처럼 달에서 운전은 일반 오프로드 주행과는 매우 다르다. 

극한 환경에서 험난한 지형을 주행할 수 있는 전문 장비가 필요하다. 

이에 전 세계 우주 관련 기관은 상업용 자동차 제조업체의 풍부한 경험을 활용해 내구성이 뛰어난  LTV 를 설계하고 있다. 

실제로  LTV 의 구성 요소 대부분은 오늘날 자동차에 사용되는 기술에서 파생됐다고 볼 수 있다. 

자율주행차의 카메라와 라이더, 모터, 휠, 서스펜션, 전기차의 충전 시스템 등이 그것이다. 

이러한 부품들로 차량 하부를 구성하고 상부는 달탐사를 위한 과학 장비로 채우게 된다.

대표적으로 자동차 기업  GM 은 과거에도  NASA 의 주도 아래 우주 기업인 록히드마틴과 손잡고  LTV  개발을 추진했다. 

앨런 웩슬러  GM  전략혁신부문 수석부사장은 보도자료를 통해 “ GM 은 1971년 아폴로 15호 우주비행사들을 위한  LTV  개발에 첨단기술과 엔지니어링을 적용해 역사를 만든 바 있다”며 “지속적인 협력 개발로 다시 한 번 달을 탐험하는 우주비행사를 지원할 것”이라고 밝혔다.

도요타는 재생 연료 전지가 탑재된 달탐사 차량을 개발하고 있다. [도요타 제공]

일본 닛산과 도요타 또한 일본우주항공연구개발기구( JAXA )와  LTV  개발을 위한 파트너십을 맺었다. 

닛산은 울퉁불퉁한 달 지형을 탐색하기 위해 전면·후면 전기모터를 통합한  LTV  시제품을 공개했으며, 도요타는 친환경 연료 전지로 구동하는 차량을 설계하고 있다. 

도요타는 루나 크루저( Lunar   Cruiser )라는 이름의  LTV 를 공개했는데, 이  LTV 는 지구와 유사한 중력의 ‘가압’ 차량이다. 

도요타에 따르면 우주비행사들이 차량 내부에서 우주복을 착용할 필요가 없는 환경이 조성된다. 

또 태양에너지와 물을 활용해 낮 시간에는 전기분해로 수소와 산소를 생산하고, 밤에는 연료 전지를 통해 전기를 공급한다고 밝혔다. 

츠츠이 후미야  JAXA  게이트웨이 프로그램 관리자는 “유인 가압  LTV 는 달을 주행하는 소형 우주선인 셈”이라며 “이동성과 거주성을 모두 제공해 우주비행사로 하여금 착륙 지점의 경계를 넘어 장기간 달 표면을 이동하고 탐색할 수 있게 할 것”이라고 설명했다.


국내에서는 현대자동차그룹이 한국항공우주연구원( KARI ), 한국전자통신연구원( ETRI ) 등과 협력해 2027년을 목표로 달 표면을 탐사할 수 있는 차량을 개발하고 있다.

현대차가 개발하는   LTV 는 달 표면을 탐사하는 콘팩트한 크기의 자율주행차로, 자체 충전이 가능한 태양광 패널을 탑재할 예정이다.

달 표면의 극한 환경을 견딜 수 있도록 열 관리 및 방사선 차폐 장치, 금속 구동바퀴 등을 개발하고 있다 .


NASA 는 향후 확장된 임무에 적합한 달 기지 건설을 추진하면서 더 넓은 활용도를 위한  LTV 를 구상 하고 있다. 

바로 전기로 움직이는 트럭과 미니밴 형태의  LTV 다. 달탐사용 트럭은 바퀴 12개로 구동하는 픽업트럭 형태로, 수면 및 위생 시설을 갖춰 캠핑카와 유사한 차량이 될 전망이다. 

우주비행사 2명이 최대 14일간 생활할 수 있다. 

차량 프레임은 오프로드 경주용 트럭 엔지니어들과 협력해 개발 중이며, 사막 같은 험한 지형의 오프로드 코스를 시험주행하고 있다

NASA 가 개발 중인 트럭 형태의 달탐사 차량. [ NASA  제공]

일각에서는 이미 시장에 출시된 전기차를 개조해 우주에서 사용하는 방법을 고안하고 있다.  

NASA  연구원들은 기존 전기차 섀시를 단순하게 만들고 개조한 설계 가능성에 관한 연구 내용을 미국 켁( Keck )우주과학연구소 보고서로 발표한 바 있다. 

연구진은 이 개조 차량을 달뿐 아니라, 화성에서도 활용하는 방안을 타진하고 있다.

이 연구에 참여한 폴 나일스  NASA  존슨우주센터 행성과학자는 ‘사이언티픽 아메리칸’을 통해 “상업용 자동차가 작동되는 기술과 동일한 기술을 활용해 우주에서 자율주행을 하고 장애물을 피해 다니도록 만드는 연구에 집중하고 있다”며 “이론적으로 충분한 구성 요소들을 그대로 유지할 수 있다면  LTV 를 설계하는 것보다 비용이 훨씬 낮아질 것”이라고 밝혔다.

https://n.news.naver.com/mnews/article/037/0000034294