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핵융합에너지 시대는 누가 주도할 것인가?
- 신냉전 시대에 접어든 현재, 미국과 중국, 러시아, 이란 등은 핵무기를 탑재한 극초음속 미사일을 개발해 실전에 배치하면서 긴장감을 증폭시키고 있다. 그러나 중요한 것은 핵 기술은 전쟁용 무기로만 사용되는 것뿐만 아니라, 청정에너지원으로서도 중요한 역할을 하고 있다는 점이다. 전세계적으로 증가하는 에너지 수요를 충족시킬 수 있는 핵에너지는 경제적 가치가 높으며, 핵 에너지 기술 선점을 두고 국가간의 관심이 집중되고 있다. 미국 경제매체 포브스에 따르면, 1920년 영국의 천체물리학자 아서 에딩턴(Arthur Eddington)은 별이 수소 원자를 헬륨으로 융합시키며 에너지를 발생시킨다고 주장했다. 이후 1939년 핵물리학의 선구자인 한스 베테(Hans Bethe)는 에딩턴의 이론을 뒷받침하는 과정을 확인했다. 마침내 2022년 12월 5일, 로렌스 리버모어 국립 연구소의 미국 에너지부 국립 점화 시설(NIF) 과학자들은 실험실에서 처음으로 이 이론을 증명했다. 그들은 태양의 에너지 생산 과정을 재현하여, 태양이 생성하는 것보다 더 많은 에너지를 발생시키는 핵융합 반응인 '융합 점화'를 달성하는 데 성공했다. 이들은 지난 7월에도 핵융합 점화에 성공하며 이 분야에 중요한 진전을 이루었다. 핵융합 기술은 기존 전력망을 통해 모든 지역에 저렴하고 무한한 청정 에너지를 공급할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있다. 이 기술은 수조 달러 규모의 시장을 창출할 수 있으며, 2050년까지 거의 50% 증가할 것으로 예상되는 전세계 에너지 수요를 충족시킬 수 있을 것으로 보인다. 핵융합 에너지 경쟁의 시작 영국과 독일, 프랑스, 한국, 일본에서는 핵융합 에너지 프로그램이 진행 중이다. 중국은 21세기 세계 패권을 놓고 미국과 경쟁하는 과정에서 핵융합이 막대한 영향을 미칠 것으로 보고 내다보고 있다. 이미 중국은 지난 10년 동안 다른 어떤 나라보다 더 많은 핵융합 기술 특허를 출원한 것으로 알려졌다. 현재 전 세계적으로 알려진 융합 기업은 43개이며, 융합 산업 협회(Fusion Industry Association)에 따르면 융합 산업은 60억 달러(약 7조7940억원) 이상의 자금을 유치했다. 이들 중 미국은 경주에서 가장 많은 주자를 보유하고 있음에도 현재 직면한 수많은 문제를 해결하기에는 규모가 너무 작다. 최근 미국 에너지부는 핵융합 파일럿 플랜트 건설을 위한 과학 및 기술 문제를 해결하기 위한 응용 R&D 자금을 지원하기 위해 마일스톤 기반 핵융합 개발 프로그램에 따라 이들 미국 기업 중 8곳에 4,300만 달러(약 558억 5700만원)를 지원한다고 발표했다. 이 회사는 1년 6개월 이내에 사전 개념 설계와 핵융합 파일럿 플랜트 실현을 위한 로드맵을 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 이는 미국을 핵융합 기술의 리더로 만드는 중요한 단계다. 미국, 핵융합 기술 리더로 나설 때 역사적으로 에너지 기술의 상용화 경로는 30~50년이 걸렸다. 현재 핵융합 에너지는 중요한 전환점에 도달했다. 이를 그리드에 적용하기 위한 예상 기간은 10년에서 20년 이상이다. 백악관과 많은 기업은 2030년대 초반을 목표로 하고 있으며, 몇몇 핵융합 스타트업은 훨씬 더 공격적인 일정을 가지고 있다. 포브스는 미 연방정부의 지원을 통해 여러 분야에서 동시에 진전을 이루고 10~15년 이내에 개념 증명에서 확장까지의 일정을 단축하기 위해 전국적인 노력으로 전환하고 높은 속도로 전환해야 할 때라고 강조했다. 케네디 대통령은 1961년 인류 역사상 가장 야심찬 공학적 업적 중 하나로 사람을 달에 보내고 안전하게 지구로 귀환시키는 일에 도전했다. 그 목표를 달성하기 위해 2만 개의 산업체와 대학이 동원됐다. 최근 비용 분석에 따르면 아폴로 프로그램을 완료하는 데 거의 260억 달러가 지출된 것으로 나타났다. 이를 2020년 미국 달러로 환산하면 무려 2570억 달러(약 333조8430억원)가 소요됐다. 이러한 엄청난 노력은 우주 시대에 미국이 리더십을 발휘하고 글로벌 항공우주 시장에서 우위를 점할 수 있는 기반을 마련하는 데 도움이 됐다는 평가다. 미국은 항공기 및 우주선 제조 분야에서 전 세계 부가가치의 55%를 차지하고 있으며, 중국은 8%의 점유율로 그 뒤를 이었다. 포브스는 상업적인 융합을 달성하려면 극복해야 할 어려운 과학 및 공학적 과제가 있으며 어떤 개념이 승자가 될지는 불확실하다고 지적했다. 다만, 오클라호마 대학교 연구 및 파트너십 담당 부사장인 토마스 디아즈 드 라 루비아(Tomás Díaz de la Rubia)는 "핵융합 에너지의 상업적 개발의 성공은 역사상 가장 심오한 변화 중 하나가 될 것이며, 퓨젼은 깨끗하고 지속 가능한 기저부하와 안전한 에너지원을 제공할 것”이라며 “이를 통해 지구를 정복하면 에너지 부족에서 풍요로의 변화를 가져올 것이다"라고 말했다. 포브스는 핵융합 혁명을 주도하는 국가는 엄청난 경제 호황과 에너지 안보를 누릴 뿐만 아니라, 에너지가 오랫동안 동맹과 경쟁, 갈등을 형성해 왔기 때문에 엄청난 지정학적 힘을 얻게 될 것이라고 설명했다.
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핵융합에너지 시대는 누가 주도할 것인가?
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3D 프린팅 드론, 최대 마하7 속도로 우주 궤도 진입 전망
- 최근 3D 프린팅 기술로 제작된 드론이 극도로 빠른 속도로 비행할 수 있어, 우주 궤도에 곧 진입할 수 있을 것이라는 전망이 나왔다. 에너지 관련 전문매체 '인터레스팅 엔지니어링'에 따르면, 발사 서비스 및 우주 시스템 분야의 선두주자인 로켓 랩 유에스에이(Rocket Lab USA, Inc, RKLB)社가 3D 프린팅 드론인 다트 에이이(DART AE) 개발에 착수했다고 보도했다. RKLB의 이 연구는 단순히 별에 도달하는 것을 넘어서, 전례 없는 속도의 발사체 개발에 초점을 맞추고 있다. 이 회사는 마하 7의 속도에 도달할 수 있는 극초음속 차량을 개발하는 HASTE(초음속 가속기 준궤도 테스트) 임무를 위해 미국 국방혁신부(DIU)와 새로운 계약을 체결했다고 발표했다. 이 임무는 하이퍼소닉(Hypersonix)이라는 스크램제트 구동 초음속 차량을 이용한 DART AE를 배치하는 것을 목표로 하며, 올해 로켓 랩이 체결한 7번째 준궤도 발사 계약을 의미한다. DART AE는 최대 마하 7(시속 약 8350km 또는 5320마일)의 놀라운 속도로 비탄도 비행 패턴을 탐색할 수 있다는 것이 특징이다. 로켓 랩의 이번 임무, '극초음속 및 고주율 공중 테스트 역량(HyCat) 프로젝트'로 명명되었으며, 지구 대기 내 상승하는 동안 하이퍼소닉의 페이로드를 배치하는 것을 포함해 HASTE 임무의 '직접 주입' 기능을 시연할 예정이다. 이 회사의 HASTE 준궤도 발사체는 단순히 이전에 성공적이었던 '일렉트론' 로켓의 변형된 버전이 아니라, 극초음속 페이로드 배치 방식에서의 패러다임 변화를 상징하는 새로운 혁신으로 평가된다. 2006년 설립된 로켓 랩은 엔드 투 엔드 우주 서비스를 제공하는 인상적인 실적을 가진 회사로서, 우주 산업 분야에서 높은 명성을 얻고 있다. 캘리포니아주 롱비치에 본사를 두고 있는 이 회사는 일렉트론 소형 궤도 발사체인 '포턴(Photon) 위성 플랫폼'을 설계 및 제조했으며, 현재는 대형 '뉴트론(Neutron)' 발사체를 개발하고 있다. 일렉트론은 전 세계에서 가장 빈번하게 출시되는 상업용 소형 발사체 중 하나로, 그 장점은 비용 효율적인 진정한 상업적 테스트 기능을 제공한다는 점이다. HASTE 준궤도 발사체는 우주 탐사의 새로운 지평을 여는 동시에 우주 탐사를 더 빠르고, 쉽고, 경제적으로 만들겠다는 로켓 랩의 목표와 약속을 잘 보여주는 예이다. 로켓 랩이 전액 출자한 자회사인 로켓 랩 내셔널 시큐어리티(Rocket Lab National Security, RLNS)가 주관하는 HASTE 임무는 미국 국방 및 정보 커뮤니티의 자체 요구 사항을 충족하기 위한 회사의 지속적인 노력을 대변한다. DIU는 하이퍼소닉스와의 협력을 통해 RLNS를 HyCat 프로젝트의 핵심 파트너로 선정했다. 이는 로켓 랩이 극초음속 기술 및 개념 개발을 가속화하는 데 중요한 역할을 하며, 국방 및 정보 부문의 엄격한 요구 사항을 충족하는 능력을 인정받는 것을 의미한다. 2018년 첫 궤도 발사 이후, 로켓 랩의 일렉트론 발사체는 국방뿐만 아니라 연구 및 통신 분야에서도 활약하며 공공 및 민간 부문 조직을 위해 171개의 위성을 궤도에 성공적으로 배치했다. 이러한 성공을 바탕으로, 로켓 랩의 포턴 우주선 플랫폼은 NASA의 달과 화성 탐사 임무에 기여하고, 금성에 대한 최초의 민간 상업 임무에서 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다. 한편, 로켓 랩은 올해 3분기에 6800만 달러(한화 약 883억3200만원)의 수익을 기록했으며, 이 중 4630만 달러(한화 약 601억4370만원)는 우주 시스템 부문의 성과로 이루어진 것으로, 전년 동기 대비 17% 증가한 수치를 보여준다. 우주 시스템 사업부는 스타 트랙커, 리액션 바퀴, 태양 전지판 등의 부품 판매뿐만 아니라 우주선 전체 및 바르다 스페이스, 나사 등의 고객에게 포톤 위성 버스를 포함한 다양한 제품을 제공하고 있다.
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3D 프린팅 드론, 최대 마하7 속도로 우주 궤도 진입 전망
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스페이스X 대형우주선 '스타십' 두 번째 발사도 실패⋯머스크 "축하" 트윗
- 일론 머스크가 이끄는 우주 개발 기업 스페이스X는 18일(현지시간) 대형 우주선 '스타십'(Starship)의 두 번째 지구궤도 시험비행이 실패했다고 발표했다. 이날 오전 7시 3분, 미국 텍사스주 보카 치카의 스타베이스 발사시설에서 스타십이 발사됐다. AP 통신과 다른 뉴스 소스에 따르면, 발사 3분 후, 스타십은 수직으로 상승하며 2단 로켓의 아랫부분인 '슈퍼 헤비'가 분리되었다. 이후 스타십은 90km(55마일) 상공으로 치솟아 우주 궤도 진입을 시도했다. 그러나 '슈퍼 헤비' 로켓은 분리 직후 멕시코만 상공에서 폭발했다. 우주선 부스터는 분리 후 우주에 도달하여 궤도 진입을 시도하는 도중, 발사 8분 만에 통신이 두절됐다. 스페이스X의 존 인스프러커 수석 통합 엔지니어는 "두 번째 단계의 데이터를 잃어버렸다"며 부스터와의 통신이 단절된 것으로 보인다고 밝혔다. 이에 따라 스페이스X는 스타십의 자폭 기능(self-destruct)을 활성화시켰다. 이 기능은 스타십이 예정된 경로를 벗어나지 않도록 하기 위한 조치다. 스타십은 원래 240km 상공 지구 궤도에 진입한 후, 약 1시간 반 만에 하와이 인근 태평양에 착륙할 예정이었다. 이번 실패로 스페이스X는 다시 한 번 중대한 도전에 직면하게 되었다. 스페이스X는 최근 스타십의 지구궤도 시험 비행과 관련하여, "슈퍼 헤비 부스터와 우주선이 계획보다 빠르게 분리됐다"고 분석하며, 이러한 상황에도 불구하고 "믿을 수 없을 정도로 성공적인 날이었다"고 평가했다. 이는 기술적인 난관에도 불구하고 이루어낸 진전을 강조하는 발언으로 보인다. 일론 머스크는 발사 현장에서 직접 스타십의 발사를 지켜보며, 발사 후 자신의 SNS 계정을 통해 "스페이스X 팀, 축하합니다"라고 전했다. 이는 팀의 노력과 진전을 인정하는 동시에 그들의 노력을 격려하는 메시지로 해석된다. 이번 시험 비행은 당초 17일에 예정되어 있었으나, 일부 부품 교체로 인해 하루 연기되었다. 이러한 조정은 우주 비행의 복잡성과 미세한 조정의 필요성을 반영한다. 스페이스X는 이번 시험 발사 실패의 원인 분석에 착수할 예정이다. 미국 연방항공청(FAA)은 이 사건에 대한 조사를 감독하며, 이는 항공우주 산업의 안전과 발전을 위한 중요한 단계로 여겨진다. 이번 시험 발사는 지난 4월 20일 첫 발사 실패 이후 두 번째 시도다. 지난 4월 첫 시도보다는 두 배가량 비행했다. 지난 4월 첫 시도에서는 스타십이 이륙 후 하단의 슈퍼헤비 로켓과 분리되지 못하고 약 4분 만에 공중에서 폭발해 실패로 돌아갔다. 빌 넬슨 미국 항공우주국(NASA) 국장은 자신의 SNS 계정을 통해 "우주비행은 '할 수 있다'는 자세와 굉장한 혁신을 요구하는 어려운 모험"임을 언급하며, "오늘의 시험 비행은 배움의 기회"라고 말했다. 그는 또한 "NASA와 스페이스X는 인간을 달, 화성, 그 너머로 데려갈 것"이라며 미래에 대한 기대를 표현했다.
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스페이스X 대형우주선 '스타십' 두 번째 발사도 실패⋯머스크 "축하" 트윗
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나사, 최신 우주 망원경으로 4억5천만 개 은하 조사...우주지도 작성 목표
- 미국 항공우주국(NASA)의 새로운 우주 탐사 프로젝트인 SPHEREx 망원경이 우주 지도 작성을 위한 중요 단계에 진입했다고 과학 전문 매체 사이테크데일리가 15일(현지시간) 보도했다. 사이테크데일리에 따르면, SPHEREx는 지금까지 볼 수 없었던 방식으로 우주의 지도를 작성할 계획이며, 현재 지구 궤도에 도착해 전체 하늘의 지도를 그릴 준비를 하고 있다. '우주의 역사, 재이온화 시대 및 빙결체 탐사를 위한 분광-광도계(Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer)'로 알려진 SPHEREx는 약 2.6미터(8.5피트) 높이와 3.2미터(10.5피트) 너비의 독특한 형태를 가진 망원경이다. 이 우주 망원경의 특이한 외형은 원뿔 모양의 광자 차폐막으로 만들어졌으며, 남부 캘리포니아에 위치한 NASA 제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)의 클린룸에서 조립 중이다. 차폐막의 구조와 기능 나사의 SPHEREx 망원경은 태양과 지구로부터 오는 빛과 열을 차단하기 위해 세 개의 중첩된 원뿔 모양의 차폐막으로 둘러싸여 있다. 이 차폐막들은 각각 다른 크기의 원뿔 안에 위치새 망원경을 효과적으로 보호한다. SPHEREx는 하늘의 모든 영역을 스캔하여 매년 두 장의 상세한 천체 지도를 완성할 예정이다. JPL의 사라 수스카 뷔페이로드 관리자 겸 시스템 엔지니어는 "SPHEREx는 매우 빠른 속도로 하늘을 스캔해야 하기 때문에 높은 기동성이 요구된다"고 밝혔다. 그는 "차폐막은 보기에는 무겁게 보일 수 있지만 실제로는 매우 가볍고 여러 층의 재료로 구성되어 있다. 외부는 알루미늄 시트로, 내부는 알루미늄 벌집 구조로 되어 있어 가볍지만 견고하다"고 설명했다. 세부적인 미션 목표 2025년 4월까지 발사 예정인 SPHEREx는 과학자들이 생명에 필요한 주요 성분, 특히 물의 기원에 대한 더 깊은 이해를 제공할 것으로 기대된다. 이를 위해 SPHEREx 미션은 새로운 별이 탄생하고 행성이 형성되는 곳인 성간 가스와 먼지 구름 속의 물 얼음의 분포를 측정할 예정이다. 또한 우주 은하들이 내뿜는 빛의 양을 분석하여 은하의 역사를 연구할 계획이다. 이러한 관측을 통해 은하들이 언제 형성되기 시작했으며, 시간이 지남에 따라 그 형성 과정이 어떻게 변화했는지를 밝혀낼 수 있을 것이다. 또한, 수백만 은하의 위치를 서로에 대해 매핑함으로써, SPHEREx는 빅뱅 직후의 우주의 급격한 팽창, 또는 인플레이션이 어떻게 일어났는지에 대한 새로운 단서를 찾아 낼수 잇을 것으로 보인다. 냉각과 안정성 확보 SPHEREx는 적외선 광을 감지하여 다양한 임무를 수행할 예정이다. 적외선은 가시광선보다 긴 파장을 가지며 열 복사의 한 형태로도 알려져 있다. 모든 따뜻한 물체는 적외선을 방출하므로, 망원경 자체도 적외선을 생성할 수 있다. 이 적외선이 탐지기와 상호작용하면 문제가 될 수 있기 때문에, 망원경은 극도로 추운 상태인 섭씨 약 -210도(화씨 -350도) 이하로 유지되어야 한다. 망원경을 보호하는 외부 광자 차폐막은 태양과 지구로부터의 빛과 열을 차단하며, 각 뿔 사이의 공간은 열이 망원경 내부로 침투하는 것을 방지한다. 그러나 SPHEREx가 적절한 온도에 도달하도록 보장하기 위해서는 V-그루브 라디에이터라는 특별한 장치가 필요하다. 이 장치는 우산을 거꾸로 뒤집은 것처럼 생긴 세 개의 원뿔형 거울로 구성되어 있으며, 광자 차폐막 아래에 위치한다. 각 거울은 적외선 광을 우주로 튕겨내는 일련의 쐐기 모양으로 되어 있어, 실온의 우주선 버스에 위치한 컴퓨터와 전자 장치에서 발생하는 열을 제거하는 데 도움이 된다. JPL의 콘스탄틴 페나넨 페이로드 매니저 "우리는 SPHEREx가 얼마나 차가운지뿐만 아니라 온도가 일정하게 유지되는지도 중요하게 생각한다"라고 말했다. 그는 "온도가 변하면 감지기의 감도가 달라져 잘못된 신호로 해석될 수 있다"고 설명했다. 하늘을 관측하는 창 SPHEREx의 주요 구성요소인 망원경은 3개의 거울과 6개의 감지기를 통해 멀리 떨어진 광원으로부터 적외선을 수집한다. 이 망원경은 광자 차폐막이 제공하는 보호 범위 내에서 가능한 한 넓은 하늘 영역을 관측할 수 있도록 설계된 기울기 조절 받침대에 장착되어 있다. 콜로라도주 볼더의 볼 에어로스페이스에서 제작된 이 망원경은 지난 5월 캘리포니아주 패서디나의 칼텍(Caltech, 캘리포니아 공과대학교)에 도착해, 검출기 및 V-그루브 라디에이터와 통합됐다. JPL의 엔지니어들은 로켓 발사 시 견뎌야 할 진동 모사 테스트를 위해 진동 테이블에 망원경을 부착했다. 진동 테스트 후, 망원경은 다시 칼텍으로 이송되어 과학자들이 거울의 초점이 여전히 정확하게 맞춰져 있는지 확인할 수 있었다. SPHEREx의 적외선 '탐색 능력' SPHEREx 망원경 내부의 거울은 멀리 떨어진 물체로부터 빛을 모으는 역할을 하지만, 실제로 적외선 파장을 감지하는 것은 '검출기'다. 태양과 같은 별들은 전체 가시광선 범위의 빛을 방출한다. 이 빛은 프리즘을 통해 구성 파장, 즉 무지개 색상으로 분리될 수 있는데, 이를 분광학이라고 한다. SPHEREx는 검출기에 장착된 필터를 이용해 분광학적 분석을 수행한다. 각 필터는 무지개 색상처럼 보이는 여러 개의 세그먼트로 구성되어 있어 특정 적외선 파장을 제외한 모든 파장을 차단한다. SPHEREx가 관측하는 모든 물체는 이 세그먼트별로 이미지화되며, 과학자들은 별이든 은하든 해당 물체가 방출하는 특정 적외선 파장을 확인할 수 있다. 이 망원경은 100개 이상의 다양한 고유 파장을 관측할 수 있다. 이러한 기능을 통해 SPHEREx는 이전에 없던 우주 지도를 작성할 계획이다.
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나사, 최신 우주 망원경으로 4억5천만 개 은하 조사...우주지도 작성 목표
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NASA, 전기추진 시스템(AEPS) 자격 시험 성공
- 미국 항공우주국(NASA)과 항공우주 회사인 에어로제트 로켓다인(Aerojet Rocketdyne)사가 12킬로와트(kW) 태양 전기추진(SEP) 엔진인 고도의 전기추진 시스템(AEPS)에 대한 자격 시험을 성공적으로 완료했다고 유니버스 투데이(Universe Today)가 최근 보도했다. AEPS는 현재 제조 중인 전기추진(이온 추진이라고도 함) 시스템 중 가장 강력한 것으로, 달과 그 너머에 있는 장기 우주여행에 사용될 예정이다. 12킬로와는 1330개 이상의 LED 전구를 작동시킬 수 있을만큼 강력하며, 이번의 성공적인 자격 시험은 NASA가 지난 7월 자격 시험을 시작한 이후 이루어진 것이다. NASA의 글렌(Glenn) 연구 센터에서 AEPS 프로젝트 매니저를 맡고 있는 클레이튼 카셀은 "AEPS는 진정한 차세대 기술"이라며 "현재의 전기추진 시스템은 약 4.5킬로와트의 전력을 사용하는 반면, AEPS는 단일 추진기에서 전력을 크게 증가시킨다"고 말했다. 이어 "이 기능은 미래 우주 탐사를 위한 무한한 기회를 열어준다. AEPS는 우리를 더 멀리, 더 빠르게 이끌 것"이라고 덧붙였다. AEPS의 자격 시험에서 관찰된 엔진의 푸른 배기 플륨은 이온화된 제논 가스에서 생성된다. 기존의 화학 추진은 액체 추진제를 연료로 사용하여 매우 짧지만 강력한 에너지 폭발을 일으켜 우주선을 원하는 방향으로 추진한다. 반면, 전기 추진은 비활성 가스 추진제를 연료로 사용하여 에너지는 더 적지만 지속 시간이 길어 효율성이 높고 장기 우주 임무에 적합하다. NASA가 계획 중인 게이트웨이 우주 정거장에는 AEPS 기술이 중요한 역할을 할 예정이다. 게이트웨이의 파워 앤드 프로펄전 엘리먼트에 세 개의 AEPS 전기추진체를 장착하여 게이트웨이 주변의 원하는 궤도를 유지하고 지구와의 고속 통신 및 전체 우주 정거장에 대한 전력 공급 등 다양한 기능을 수행할 예정이다. 게이트웨이는 2025년 발사를 목표로 하고 있으며, NASA의 아르테미스 임무의 중요한 부분으로 국제 및 상업적인 파트너와 협력하여 몇 년 안에 달 남극에 도달할 예정이다. AEPS의 리드 엔지니어인 로히트 샤스트리(Rohit Shastry)는 "이 기술이 어떤 종류의 임무를 수행하게 될지 지켜보는 것이 흥미로울 것 같다. 우리는 지금까지 이루어진 것의 한계를 뛰어넘고 성능과 기회를 향상시키기 위해 큰 도약을 하고 있다"라고 말했다. AEPS는 태양 전기 엔진을 기반으로 하는 전기 추진 시스템이지만, 다른 형태의 전기 추진 시스템으로는 핵 반응기를 사용하는 핵 전기 추진(NEP)이 있다. AEPS는 현재 제작 중인 가장 강력한 전기 추진체이며, NASA는 이전에도 전기 추진을 딥스페이스 임무에 사용한 바 있다. 예를 들어 2015년 발사된 NASA의 던(Dawn) 우주선은 이온 추진 시스템을 사용한 최초의 과학 탐사선이었다. 던 우주선은 중량이 1240kg에 달하는 비교적 작은 탐사선으로 7년 반 동안 우주를 날아 소행성 베스트와 세레스를 탐사했다. 최근인 지난 10월 13일에 성공적으로 발사된 NASA의 프시케(Psyche) 탐사선은 태양 전기 추진을 사용한 것으로, 소행성 16 프시케로 가는 36억 킬로미터(22억 마일) 여행을 하고 있다. AEPS의 성공적인 자격 시험은 전기추진 기술의 발전에 있어 중요한 진전이며, 이는 미래 우주 탐사를 위한 새로운 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.
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NASA, 전기추진 시스템(AEPS) 자격 시험 성공
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[퓨처 Eyes(6)] SF가 현실로? 금속도 자가 치유한다
- 금속이 자체적으로 균열을 복구하는 모습이 관찰됐다. 10일(현지시간) 과학 전문 매체 '사이테크데일리'에 따르면, 텍사스 A&M대학교 마이클 뎀코비츠 박사가 예측했던 금속의 자가 치유 현상이 올여름에 발견되어 세계 과학자들을 충격에 빠뜨렸다. 연구 과정에서 아주 작은 백금 조각에 지속적인 스트레칭을 가하자 미세한 균열이 형성됐다. 항공기 사고나 교각 붕괴 등으로 이어지는 '금속의 피로' 현상의 균열 성장을 살펴보기 위해 설계된 이 실험은 처음에는 과학자들의 예상대로 진행됐다. 견고한 금속은 외부의 힘이 반복해서 작용하면 눈에 보이지 않는 미세한 균열이 발생하고, 마침내 부러지게 된다. 그러나 실험도중 예기치 않게, 균열이 더 이상 커지지 않고 오히려 줄어들기 시작하는 금속이 스스로를 '치유 복구'하는 모습이 관찰됐다. 금속의 피로 현상은 교각이나 건축물이 망가지거나, 항공기의 부품 파손 등 기계가 손상되는 주요 원인으로 꼽힌다. 그로 인해 학계는 금속 피로 현상을 스스로 복구하는 소재 개발에 집중해왔다. 미국 샌디아 국립연구소(SNL)의 연구팀은 올 여름 나노 결정질 금속의 균열 실험 중 놀라운 금속 자가치유 현상을 발견했다. 그 결과는 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 금속의 이런 자가 복구 능력은 지금까지 공상 과학 소설에서나 나올 법한 이야기로 여겨졌다. 하지만, 텍사스 A&M 대학의 재료 과학 및 공학부 교수이자 이 연구의 공동 저자인 마이클 뎀코비츠 박사는 그런 가정을 뒤엎는 놀라운 발견을 했다. '금속 피로 복구' 10년 전 예측이 현실로 뎀코비츠 박사와 그의 팀은 10년 전 매사추세츠 공과대학의 조교수 시절 이미 금속의 자가 치유 현상을 예상했다. 당시 뎀코비츠 교수는 일정 조건이 갖춰지면 비록 나노 수준이지만 금속의 균열 복구가 이론적으로 가능하다고 주장했다. 뎀코비츠 박사는 "처음엔 금속의 치유나 복구를 목표로 한 것은 아니다. 저의 제자 구오샹 쉬가 골절에 관한 시뮬레이션을 진행 중이었다"며 회상했다. 이어 "우연히 시뮬레이션에서 금속의 자연 치유 현상을 발견, 이에 대한 추가 연구를 시작하기로 결정했다"고 덧붙였다. 2013년 당시의 연구 결과도 이번만큼이나 눈길을 끌었다. 특수 전자현미경인 투과형 전자 현미경기술이 발달하면서 금속의 나노 스케일 피로 균열 관찰이 가능해진 점도 이 현상을 발견하는 데 도움이 됐다. 뎀코비츠 박사의 공동 연구팀은 금속 피로현상 조사 과정에서 백금의 자가치유 능력을 발견했다. 뎀코비츠 박사는 "진공 상태의 백금 조각에 나노 스케일의 균열을 내고 이를 초당 200회 당겨 군열 변화를 관찰했다며 실험 시작 40분 뒤 백금 표면의 균열이 복구됐다"고 설명했다. 그는 "당시 나와 우리 팀, 동료들까지도 모두 이 이론에 대해 의구심을 가지고 있었다"고 회상했다. 그렇지만, 그의 시뮬레이션은 이후 몇 년 간 여러 연구자들에게 검증되며 확장되어왔다. 뎀코비츠 박사는 "다른 연구자들도 같은 결과를 시뮬레이션에서 확인해, 우리의 모델링에 오류가 없다는 것이 확실해졌다"면서도 "그럼에도 불구하고, 지금까지 실제 실험은 이루어지지 않았다"고 덧붙였다. 2013년의 모델과 최근의 실험에서는 둘다 나노 단위로 결정 구조나 입자 크기가 측정되는 나노결정 금속이 사용됐다. 이 단위는 100만분의 1밀리미터(mm)를 의미한다. 뎀코비츠 박사에 따르면, 이러한 나노결정 금속은 엔지니어링에서는 널리 활용되지 않지만 대다수의 금속을 이 형태로 제작할 수 있다. 뎀코비츠는 나노 결정 금속의 작은 입자 크기 때문에 더 많은 미세 구조적 특징이 있어, 균열 사이의 상호작용이 쉽게 일어난다고 설명했다. 이는 자가 치유 연구를 용이하게 했다. 두 연구에서 모두 입자 경계의 이동 방향이 균열의 치유에 영향을 미친다는 공통점을 발견했다. 뎀코비츠 박사는 이런 특징이 다양한 금속과 합금에서도 확인될 수 있으며, 조절이 가능하다고 말했다. 진공 환경에서 실험 성공 뎀코비츠 박사는 "현재 연구의 주요 성과는 이론적 예측이 단순히 '도면 상의 아이디어'에서 벗어나 실제로 가능하다는 것을 입증한 것"이라고 강조했다. 그는 "아직 우리는 자가 치유를 위한 미세 구조의 최적화 작업에 발을 들이지도 않았다. 어떤 구조적 변화가 금속의 자가 치유를 더욱 촉진시킬지를 파악하는 것은 앞으로의 연구에서의 큰 도전"이라고 말했다. 이 연구의 발전 가능성은 매우 광범위하다. 뎀코비츠는 입자 크기의 더 큰 일반적인 금속에서도 이런 자가 치유 과정이 일어날 수 있을 것이라고 지적하면서, 그에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 밝혔다. 2013년의 이론과 최근 실험 사이의 주요 연결점은 둘 다 외부 물질이 혼입되지 않는 진공 상태에서 이루어졌다. 외부 요소는 금속의 균열 표면이 재결합하거나 냉간 용접 과정을 방해할 수 있기 때문이다. 이런 제한사항에도 불구하고, 이 기술은 우주선 혹은 외부 대기로부터 보호되는 내부 균열처럼 특정 환경에서는 유용하게 활용될 수 있다. 10년이 흐른 지금, 뎀코비츠의 금속 자가치유 초기 이론은 샌디아 국립연구소의 실험을 통해 그 가치가 입증됐다. 이번 연구를 통해, 뎀코비츠는 최근에 관찰된 결과가 그의 초기 시뮬레이션 모델과 일치함을 확인할 수 있었다. 뎀코비츠 박사는 "이 실험은 진정으로 놀랍다. 이론적 측면에서도 의미가 크다"고 말했다. 그는 "물질의 복잡한 특성으로 인해 자신있게 새로운 현상을 예측하는 것은 종종 매우 어려운 일이다. 이번 발견은 물질의 반응에 대한 우리의 이론적 접근이 옳은 방향을 향하고 있다는 확신을 갖게 해준다"고 말했다. '퓨처 아이즈(Future Eyes)'는 지금까지 경험하지 못한 혁신 기술이 어떻게 새로운 세상을 창조하는지 탐색한다. 애플의 아이폰은 휴대폰 산업의 판도를 바꾸었으며, 오픈AI의 챗GPT는 AI의 유행을 일으키며 우리의 일상과 기업 환경에 변화를 가져왔다. 메타버스부터 플라잉카, 휴머노이드 로봇, 양자 컴퓨팅, 핵 융합에 이르기까지, 이 시리즈는 혁신적인 기술과 그것이 우리 생활에 미치는 영향을 짚어본다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(6)] SF가 현실로? 금속도 자가 치유한다
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英 스타트업 스페이스 포지, 반도체 제조 위성 연말 발사
- 영국의 스타트업 스페이스 포지(Space Forge)가 반도체 제조 위성 발사준비를 하고 있다고 영국 매체 더넥스트웹(thenextweb)이 지난 3일(현지시간) 보도했다. 스페이스 포지는 웨일스 카디프에 본사를 둔 영국의 항공우주 제조 회사다. 스페이스 포지의 첫 번째 위성은 지난 1월 버진 오빗의 영국 로켓 발사 실패로 유실됐다. 스페이스 포지는 반도체 제조 위성을 궤도에 올리기 위한 두 번째 발사를 준비하고 있다. 새로운 위성으로 알려진 '포지스타-1(ForgeStar-1)'은 올해 말이나 내년 초에 미국에서 발사될 예정이다. 이 위성에는 화학 화합물을 원격으로 혼합하고 반도체 합금을 개발할 수 있는 자동화된 화학 실험실이 탑재되어 있다. 우주는 높은 수준의 방사선, 미세 중력, 진공에 가까운 상태로 지구에서는 불가능한 새로운 제조 방법이나 소재를 개발할 수 있는 독특한 연구 개발 환경을 제공한다. 스페이스 포지는 최근 미국의 거대 항공우주 기업인 노스롭 그루먼과 협력 계약을 체결하여 노스롭이 지구에 있는 공장에서 컴퓨터 칩으로 개발할 수 있도록 우주에서 만든 반도체 기판을 제공하기로 했다. 이 스타트업은 향후 반도체, 의약품, 복합 재료 등을 우주에서 제조할 수 있기를 기대하고 있다. 스페이스 포지의 미국 상무이사 앤드류 팔록은 지난 8월 "다음 산업 혁명은 우주에서 일어날 것"이라고 발표했다. 버진은 지난 1월 영국 콘월에서 버진 오빗의 임무를 수행하기 위해 웨일즈에서 만든 최초의 위성인 우주선 발사를 처음 시도했다. 하지만 이 위성과 탑재된 다른 8개의 위성은 버진의 발사체에 이상이 발생해 궤도 진입에 실패하면서 유실됐다. 현재까지 1000만 달러의 위성을 발사한 스페이스 포지는 이제 두 번째 발사 시도에 매진하고 있다. 유럽우주국의 혁신 프로그램의 지원을 받는 이 임무는 스페이스 포지의 제조 기술을 입증하고 안전한 재진입 기술을 포함한 다른 핵심 기술을 증명하는 것을 목표로 한다. 그런데, 마이크로파 크기의 포지스타-1은 지구로 귀환하도록 설계되지 않았다. 그로 인해 지구로 재료를 다시 보내지 않고, 다만 실험 결과를 과학자들에게 디지털 방식으로 전송할 예정이다. 포지스타(ForgeStar)는 반도체와 의약품 생산에 미세 중력을 활용하는 궤도상 제조 위성 플랫폼이다. 존 웨스턴 스페이스 포지 설립자이자 CEO는 BBC와의 인터뷰에서 "컴퓨터 칩을 만드는 더 나은 반도체를 우주 환경에서 만들어 지구로 안전하게 귀환시킬 수 있다는 것을 입증하는 것이 포지스타-1의 목표"라고 말했다. 한편, 이 회사의 차기 위성은 극한의 온도에서 탑재체를 보호하는 두 가지 특허 기술을 사용해 대기권을 통과하는 불꽃 속에서도 안전하게 지구로 제품을 회수할 수 있도록 제작될 예정이다. 웨스턴은 스페이스 포지에서 제작하는 첫 번째 지구 귀환 위성이 향후 2~3년 안에 발사될 수 있을 것으로 전망했다.
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- IT/바이오
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英 스타트업 스페이스 포지, 반도체 제조 위성 연말 발사
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나사 탐사선 '오시리스 렉스', 7년 만의 귀환⋯소행성 베누 샘플 채취
- 미국 항공우주국(NASA)에서 쏘아올린 소행성 연구 우주 탐사선 오시리스 렉스(OSIRIS-REx)가 7년 만의 귀환을 앞두고 있다. 미국 우주항공전문매체 스페이스닷컴(SPACE.com)에 따르면, 나사의 오시리스 렉스 미션의 소행성 샘플 반환 캡슐이 2023년 9월 24일(현지시간) 오전 10시 EDT (GMT 1400)에 미국 유타 주의 더그웨이 근처에 위치한 국방부 유타 시험 및 훈련 범위(Department of Defense's Utah Test and Training Range)에서 착륙할 예정이다. 2016년 9월에 발사된 오시리스 렉스는 2020년 10월에 소행성 베누에 도착해 표면에서 샘플을 성공적으로 채취했다. 이제 9월 24일, 7년 간의 깊은 우주 여정을 마치고 채취한 샘플을 지구로 가져옴으로써 NASA는 새로운 우주 탐사 역사의 한 페이지를 장식하게 될 것으로 보인다. 천문학자 지안루카 마시(Gianluca Masi)는 이번 오시리스 렉스의 지구 접근을 이탈리아 체카노의 망원경으로 관측할 계획이다. 그는 이날 밤에는 무료 라이브 스트림으로 오시리스 렉스의 귀환을 공개할 예정이며, 관심 있는 이들은 해당 방송을 통해 직접 관찰할 수 있다. 한편, NASA는 2017년에 오시리스 렉스 탐사선을 소행성 베누 탐사를 위해 발사했다. 이 탐사선은 2020년에 소행성에 도착해 샘플을 성공적으로 채취했고, 그 샘플이 이제 지구로 안전한 귀환을 몇시간 앞두고 있다. 특별한 반환 캡슐과 낙하산을 이용해, 소중한 샘플들이 안전하게 지구에 돌아올 예정이다 탐사선의 샘플 반환 캡슐은 착륙 약 4시간 전에 모체선에서 분리될 예정이며, 이후 지구로의 귀환 여정을 시작하게 된다. 천문학자들은 망원경을 통해 오시리스 렉스의 탐사 대상인 소행성 베누를 관측했을 때, 단단한 물체로 판단했다. 그러나 오시리스 렉스 미션의 주요 과학자 케빈 월쉬의 분석에 따르면, 베누는 느슨한 자갈과 다공성의 저밀도 바위로 이루어진 '지옥 같은' 공간이라는 사실이 드러났다. 오시리스 렉스 우주선은 2023년 9월 24일로 예정된 소행성의 샘플을 지구로 반환하기 위해 마지막 궤도 조정을 진행했다. 현재 이 우주선은 지구로부터 약 280만 km 거리에 있으며, 시속 약 23,000km로 지구에 접근 중이다. 24일 일요일, 지구에서 약 10만2000km 위의 공간에서 오시리스 렉스는 샘플 캡슐을 분리해 유타 사막의 36마일 x 8.5마일 구역에 착륙시킬 예정이다. 이 작업을 위해 나사와 미국 군대가 현장에서 대기 중이다. 이 샘플 캡슐에는 500미터 폭의 소행성 베누에서 채취된 물질이 담겨있다. 이 물질은 태양계의 역사에 관련된 중요한 정보를 담고 있을 것으로 예측된다. 오시리스 렉스가 2018년에 소행성 베누에 접근했을 때, 그 모습은 예상했던 것과 크게 달랐다. 이 프로젝트의 주요 과학자인 다른테 로레타는 "소행성의 표면 구조가 우리의 예상과는 크게 달라, 우주선은 베누의 느슨하고 자갈로 덮인 표면에 안전하게 착륙하기 위해 재프로그래밍이 필요했다"고 스페이스 닷컴에 전했다. 2016년 시작된 7년 미션의 마무리 단계에 접어든 오시리스 렉스는 지난 9월 10일 강력한 추진 엔진을 발사해 지구로의 궤도 변경을 수행했다. 그러나 오시리스 렉스의 미션이 단순히 지구에 안착하는 것으로 끝나지 않는다. 캡슐 내부가 오염될 수 있으므로 이를 텍사스 휴스턴의 존슨 우주 센터에 위치한 이동식 클린룸으로 옮겨진다. 클린룸에서는 캡슐의 외부를 깨끗하게 제거하여 내부 샘플에 접근해야 한다. 존슨 우주 센터의 관계자는 "베누에서 가져온 샘플 중 4분의 1은 오시리스 렉스 팀이 보관하게 될 것"이라며 "나머지 샘플은 향후 수십 년간 다양한 연구에 활용될 예정"이라고 밝혔다.
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나사 탐사선 '오시리스 렉스', 7년 만의 귀환⋯소행성 베누 샘플 채취
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美 나사, 1경 규모 금속 행성 탐사선 10월 발사
- 미국 텍사스주 크기의 행성이 엄청난 속도로 지구를 향해 돌진하고 있다. 미국 우주항공국(NASA)는 비행선을 보내 이 행성에 구멍을 뚫고, 핵탄두를 설치해 폭파하는 방법으로 행성을 둘로 쪼개는 아이디어를 낸다. 영화 '아마겟돈' 이야기다. 그런데 영화 같은 일이 실제로 벌어질 전망이다. 나사는 이번엔 행성을 폭파하는 것이 아니라 어떤 광물이 있는지 조사하기 위해 비행선을 발사한다. 독일의 날씨전문 누리집 '다스베터(daswetter)'에 따르면, 과학자들은 '16프시케(16 Psyche)'라는 이름의 소행성을 탐사할 예정이다. 이번 탐사는 행성의 구성을 파악하기 위한 것이다. 이 소행성은 지난 1852년 3월 17일 이탈리아의 천문학자 안니발레 드 가스프리스(Annibale de Gasparis)가 발견했으며, 소행성대에서 가장 무거운 10개의 소행성 중 하나로 꼽힌다. 과학자들의 이번 탐사는 행성의 형성과 관련된 금속 및 기타 구성 요소에 대한 탐색을 목적으로 한다. 우주는 끊임없이 새로운 비밀을 품고 있으며, 이를 탐사하는 과학자들의 노력은 계속 이어진다. 소행성 '16프시케'는 철, 니켈, 금 등의 금속 성분을 주요 구성 요소로 갖는다. 이러한 특징은 태양계를 구성하는 미행성 핵이 대체로 금속 성분으로 형성됐을 가능성을 시사하며, 과학계는 이 점에 큰 관심을 가지고 있다. 나사가 그린 위의 프시케 상상도처럼 이 소행성의 형태는 감자와 유사한 불규칙한 모양을 하고 있다. 어쩌면 편평한 타원형으로 보일 수도 있다. 적도를 가로지르는 가로 길이는 약 280km, 세로 길이는 232km로, 전체 표면적은 약 16만5800 ㎢에 이른다. 최근의 연구에서는 이 소행성의 주요 성분이 금속으로 되어 있다고 분석됐다. 일반적으로 유리와 모래에서 발견되는 금속성분과 규산염의 복합체로 이해하면 된다. 레이더를 통한 관찰과 소행성의 열관성 측정 결과, 프시케는 암석과 금속의 조합으로 이루어져 있을 가능성이 높다. 특히, 전체 부피 중 30~60% 정도가 금속성분으로 구성되어 있는 것이 확인됐다. 과학자들은 광학과 레이더 관찰을 이용해 프시케의 3D 모델을 구축했다. 이 모델에는 두 개의 함몰된 분화구가 포함되어 있다. 그 결과 소행성 표면에는 금속 함량과 색상에 상당한 차이가 있음이 드러났다. 이 소행성은 우리 태양계를 구성하는 요소 중 하나인 소행성 핵에서 파생된 대량의 금속성분으로 이루어져 있을 가능성이 높다고 과학자들은 추정하고 있다. 소행성 프시케는 태양계 형성 초기에 자주 일어났던 여러 차례의 격렬한 충돌을 견뎌낸 것으로 추정된다. 이는 우리에게 지구의 핵이나 다른 암석 행성의 핵이 어떻게 형성되었는지에 대한 통찰을 제공할 수 있다. 프시케는 태양으로부터 3억7800만~4억9700만km 떨어진 화성과 목성 사이의 태양을 공전한다. 이는 2.5~3.3AU(1AU, Astronomical unit, 지구와 태양 사이의 거리)거리로, 프시케가 태양 주위를 회전하는데 지구 시간으로 약 5년이 걸리지만, 자체 축(프시케의 하루)을 중심으로 한 번 회전하는 데는 4시간이 조금 넘게 걸린다. 나사는 2023년 10월 5일에 '프시케(Psyche)'라는 탐사선을 발사할 계획이다. 이 탐사선은 중력을 이용해 화성 상공을 지나가며, 이후 태양 전기 추진을 활용해 소행성에 접근할 예정이다. 탐사선이 소행성에 도착하면, 4개의 다른 궤도에서 탐사 활동을 시작한다. 주된 연구 목적은 프시케가 실제로 소행성의 핵심 부분인지 파악하는 것이다. '프시케 임무'의 핵심 과학적 목표는 행성 형성의 기본 구성 요소를 분석하고, 이전에 경험하지 못한 새로운 세계를 탐험할 계획이다. 연구팀은 프시케에 핵의 잔여 물질이 있는지, 그 연대는 어느 정도인지, 그리고 지구의 핵과 유사한 환경에서 형성되었는지, 그 표면의 특성은 어떠한지를 밝히려고 한다. 프시케 탐사 우주선과 태양전지는 테니스장 정도의 크기다. 우주선의 몸체는 소형 픽업트럭 보다 약간 크고, 높이는 농구 골대 정도다. 우주선에는 △금속성분과 규산염 성분을 구분할 수 있는 고해상도 멀티스펙트럴 이미저(Multispectral Imager) △ 소행성의 원소 구성을 감지하는 감마선 및 중성자 분광계, △ 잔류 자기장을 감지하고 측정하는 자력계, △ X-밴드 무선 통신 시스템을 사용해 중력장을 고정밀도로 측정하고 프시케의 내부 구조에 대한 정보를 얻을 수 있는 전파과학, △ 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있는 심우주 광통신(DSOC) 등이 탑재된다. 16프시케가 예상대로 대량의 금속으로 이루어져 있다면 그 가치는 약 10조 달러(한화로는 약 1경3280조원)로 추정된다. 그러나 이번 탐사 임무의 주요 목적은 단순한 채굴이나 경제적 이익이 아니라 해당 행성의 구성물질을 파악하는 것에 있다. 미국과 일본 등 우주 강국은 다른 소행성 탐사 프로젝트도 활발히 진행 중이다. 2019년에 발사된 일본의 우주선 '하야부사2'는 2030년 이후 다른 소행성으로의 여정을 계획하고 있다. 나사의 '오시리스 렉스' 탐사선은 소행성 베누(Bennu)에서 수집한 샘플을 지구로 가져오기 위해 오는 9월24일 복귀할 예정이다.
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美 나사, 1경 규모 금속 행성 탐사선 10월 발사
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노스롭, 우주 궤도서 반도체 제조 도전…영국 스타트업과 기술 협약
- 미국의 대표적인 다국적 항공우주산업 제조회사 노스롭 그루먼(Northrop Grumman) 영국 법인은 우주 궤도에서 반도체를 제조하기 위해 영국 스타트업 스페이스 포지(Space Forge)와 파트너십을 체결했다. 디펜스뉴스에 따르면 두 회사는 지난 9월 12일 DSEI(Defence and Security Equipment International) 콘퍼런스에서 공동 협약을 발표했다. DSEI 콘퍼런스는 영국 국방부와 방위보안수출청이 주관하는 국제방산장비박람회로 지난 9월 12일부터 15일까지 런던 엑셀 전시장에서 개최됐다. 우리나라는 임종득 국가안보실 제2차장이 사이버 방산 협력을 위해 지난 11일부터 16일까지 4박6일 일정으로 런던을 방문했다. 이번 협약을 통해 노스롭은 기술과 비즈니스 자문을 제공하고 설계와 테스트에 협력할 예정이다. 또한 스페이스 포지에게 마이크로전자 개발에 대한 교육도 제공할 계획이다. 스페이스 포지는 우주 궤도에서 고성능 소재를 제조할 수 있는 우주선을 개발하겠다는 목표로 2018년 설립됐다. 올해 말 첫 발사 예정인 '포지스타(ForgeStar)' 우주선은 우주에서 최대 6개월 동안 머물면서 제조 임무를 수행한 후 재료를 싣고 지구로 귀환하도록 설계됐다. 웨일즈에 본사를 두고 있는 이 회사는 지난 4월 제조 사업을 미국으로 확장할 계획을 발표했지만, 아직 구체적인 내용은 밝히지 않고 있다. 스페이스 포지와 같이 우주에서 제조 역량을 구축하려는 초기 기업은 우주 환경, 특히 미세 중력이나 초고진공과 같은 조건에서 더 높은 품질의 재료를 생산할 수 있다. 또 3D 프린팅과 같은 특정 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. 이 개념이 새로운 것은 아니지만, 최근 수십 년 동안의 기술 발전과 발사 비용 감소로 인해 특히 반도체나 제약 산업에서 비즈니스에 적용하는 것이 더욱 실현 가능해졌다. 노스롭의 영국, 유럽, 중동 및 북아프리카 우주 사업 부문 지역 책임자인 데이비드 파일은 우주에서 생산되는 반도체와 제약 산업은 궤도를 오가는 비용 때문에 처음에는 생산 비용이 더 비싸지만, 이러한 전문 분야 내에서 역량을 확장해 더 저렴하게 만드는 것이 목표라고 말했다 파일은 스페이스 포지와의 계약이 결국 노스롭의 반도체 공급망을 강화할 수 있는 파트너십의 첫 단계라고 설명했다. 노스롭은 미국 공군의 B-21 폭격기와 미국 육군의 통합 전투 지휘 시스템을 제작하는 방위산업체로, 원료를 반도체 칩으로 가공하고 이를 주요 무기 시스템에 통합한다. 이 방위 계약업체는 원자재를 주요 무기 시스템에 통합되는 반도체 칩으로 가공하는 두 개의 미국 파운드리(foundry, 반도체 제조를 전담하는 생산 전문 기업)를 보유하고 있다. 현재로서 노스롭의 역할은 주로 스페이스 포지가 궤도에서 생산한 재료를 가지고 지구로 돌아온 후에 확인하는 것이다. 파일은 노스롭이 이 스타트업에 재정 투자를 확정하지 않았다고 말했다. 그는 "우주 제조는 향후 수십 년 동안 크게 성장할 것으로 예상되는 분야이기 때문에 이들과 협력하고 싶다"고 말했다. 파일은 또 "우리 회사 전체에서 우리가 구축하는 전자 시스템이 얼마나 많은지 생각하면, 이것은 아마도 게임 체인저가 될 가능성이 있는 응용 분야가 많다"라며, 노스롭은 이 분야의 혁신을 주도하고자 한다고 전했다. 노스롭의 스티브 크라인 민간 및 상업용 우주부문 부사장은 "우주에서 제조하는 것은 다양한 산업 분야에서 다양한 기회를 열 수 있는 잠재력을 갖고 있다"고 말했다. 그는 "우주 탐사와 우주 내 서비스 분야의 글로벌 리더로서, 우리는 이 신흥 시장을 더 개발하기 위해 협력하기를 기대한다"고 덧붙였다.
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노스롭, 우주 궤도서 반도체 제조 도전…영국 스타트업과 기술 협약
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애플, '티타늄' 케이스 아이폰15 시리즈 공개…한국 출시 미정
- 애플이 12일(현지시간) 미국 캘리포니아 쿠퍼티노의 애플파크에서 개최한 '원더러스트'(Wonderlust) 행사에서 최신 스마트폰인 아이폰15 시리즈를 포함한 새로운 제품 라인업을 공개했다. 새롭게 선보인 아이폰15 시리즈는 기존의 6.1인치(15.4㎝) 기본 모델, 6.7인치(17.0㎝) 플러스 모델에 이어, 고급 버전으로 6.1인치 프로와 6.7인치 프로맥스 모델로 구성됐다. 아이폰15의 가격은 전작보다 약 100달러 인상이 예상됐지만 실제로는 지난해 모델과 동일한 가격을 유지했다. 아이폰15의 기본 모델은 799달러(128GB)로 시작하며, 플러스는 899달러(128GB), 프로는 999달러(128GB), 프로맥스는 1199달러(256GB) 수준에서 판매될 예정이다. 특히 이번 아이폰15 시리즈는 처음으로 라이트닝 포트를 버리고 'USB-C' 충전단자를 도입했다. 이와 관련, 애플은 "USB-C가 표준 모델로 자리잡았기 때문에 변경하게 되었다"고 밝혔다. 이는 2024년부터 유럽에서 판매되는 모든 전자기기에 USB-C 포트 사용을 의무화한 유럽연합(EU)의 규정에 따른 것이다. 아이폰15의 기본 모델과 플러스 모델에는 지난해 아이폰14 고급 버전에 사용된 '다이내믹 아일랜드' 기능이 포함됐다. 2017년부터 아이폰에 등장해 사용자들로부터 '탈모를 연상시킨다'는 의견이 나왔던 M자 형태의 '노치' 디자인은 이제 완전히 사라졌다. 더불어, 아이폰14 프로와 프로 맥스에서 사용됐던 'A16 바이오닉' 칩셋이 이번 모델에도 적용되어 성능이 한층 향상됐다. 이번 모델에는 4800만 화소의 메인 카메라가 탑재되어 있으며, 2배 광학줌 기능을 지원한다. 또한, 인물사진 모드는 사용자의 추가 설정 없이도 자동으로 심도를 조절해 줌으로써 사진의 질을 향상시킨다. 프로와 프로 맥스 버전은 새로운 '티타늄' 케이스로 재탄생했다. 테두리를 뜻하는 베젤은 더 얇아져 스크린이 더 커 보이는 효과를 냈다. 고급 모델은 업계 최초 3나노미터 칩인 A17 프로로 구동돼 한층 빨라지고 몰입감이 높아졌다. 애플은 "티타늄은 우주선 제작에 사용되는 동일한 프리미엄 합금으로, 다른 어떤 금속과 비교해도 최고의 비강도(재료의 강도를 밀도로 나눈 값으로, 비강도가 좋으면 강도에 비해 무게가 가벼움)를 보유하고 있다"며 "이를 통해 애플의 제품 중 가장 가벼운 라인업이 탄생하게 되었다"고 밝혔다. 아이폰15는 미국, 영국, 중국을 포함한 40개국에서는 15일부터 사전 주문을 할 수 있으며, 실제 매장에서의 판매는 오는 22일부터 시작될 예정이다. 그러나 한국에서의 출시 일정은 아직 확정되지 않았다. 한편, 애플이 주력 상품인 아이폰15 시리즈를 공개했지만, 시장 반응은 차가왔다. 12일(현지시간) 뉴욕 증시에서 애플 주가는 전날보다 1.71% 하락한 176.30달러(약 23만4479원)로 장을 마감했다. 종가 기준으로 지난달 21일 175.84달러 이후 가장 낮은 수준이다. 한때 3조 달러를 넘었던 시가총액도 2조7560억 달러에 불과했다.
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애플, '티타늄' 케이스 아이폰15 시리즈 공개…한국 출시 미정
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[퓨처 Eyes(2)] 인도, 태양 탐사선 '아디트야-L1' 발사 성공
- 인도가 달 정복에 이어 태양의 비밀 벗기기에 도전하고 있다. 인도 달 탐사 우주선 찬드라얀 3호가 달 남극에 착륙한 지 불과 10일 만에 첫 태양 탐사선 아디트야-L1(Aditya-L1)이 태양을 향해 성공적으로 발사됐다. 무게가 약 1480kg(3264 파운드)로 초경량급 우주선인 '아디트야-L1'은 지난 9월 2일 오전 11시 50분(GMT 06시 20분)에 인도 남부 스리하리코타에 있는 사티시 다완 우주센터에서 44.4미터 높이의 극지 위성 발사체(PSLV-XL)를 이용해 태양을 향해 장대한 여행을 시작했다. 이 우주선은 '라그랑주 5'점 중 하나를 중심으로 후광 궤도를 돌며 지구에서 150만km를 비행할 예정이다. 이는 지구-태양 거리의 1%에 해당한다. 인도 우주국은 태양 탐사선이 이 거리를 여행하는 데 4개월(약 125일)이 걸릴 것이라고 밝혔다. 태양계에서 가장 큰 천체를 연구하기 위한 인도 최초의 우주 기반 태양 관측 임무는 '아디티야'라고도 알려진 힌두교의 태양신 수리아의 이름을 따서 명명됐다. BBC에 따르면 우주선 '아디티야-L1'에서 'L1'은 '라그랑주점 1'의 약자로, 인도 우주선이 향하고 있는 태양과 지구 사이의 정확한 지점을 의미한다. 유럽우주국에 따르면 라그랑주 지점은 태양과 지구와 같은 두 개의 큰 물체의 중력이 서로 상쇄되어 우주선이 '호버링(hovering, 정지 비행)'할 수 있는 지점을 말한다. 태양 활동·우주 날씨 실시간 관측 미국 기술 전문매체 테크 크런치에 따르면 인도의 우주 기관인 인도우주연구기구(ISRO)는 아디트야-L1 우주선에 원격 감지용 4개와 현장 실험용 3개 등 총 7개의 과학장비(페이로드, payload)를 설치했다. 탑재된 장비에는데이터를 수집하고 관측을 하기 위해 가시 방출선 코로나그래프, 태양 자외선 영상 망원경, X-선 분광기, 태양풍 입자 분석기, 플라즈마 분석기 패키지, 3축 고해상도 디지털 자력계 등이 장착되어 있다. ISRO는 이 우주선에 태양 코로나(가장 바깥층), 광권(태양 표면 또는 지구에서 보이는 부분), 염색권(광권과 코로나 사이에 있는 얇은 플라즈마 층)을 관찰하고 연구할 7가지 페이로드를 탑재했다고 밝혔다. 코드명 'PSLV-C57'인 이 우주선 임무의 전반적인 목적은 태양 활동과 그것이 우주 날씨에 미치는 영향을 실시간으로 관측하는 것이다. 이륙 한 시간여 만에 아디트야-L1 우주선은 146×12,117마일의 타원형 궤도에 진입시켰다. 인도가 발사체 상단이 두 번의 연소 과정을 거쳐 의도했던 궤도에 우주선을 진입시킨 것은 이번이 처음이다. ISRO의 S. 소마나스 회장은 우주국의 임무 통제 센터에서 참석자들에게 "이제 아디트야-L1은 몇 가지 지구 기동을 거친 후 여정을 시작할 것"이라면서 "아디트야 우주선이 긴 여정을 마치고 L1의 후광 궤도에 진입할 수 있도록 최선을 다하길 기원한다"라고 말했다. 아디트야-L1은 L1을 향해 발사되기 전에 지구를 여러 번 돌게 된다. 그리고 일식 동안 태양이 숨겨져 있더라도 지속적으로 태양을 관찰하고 과학적 연구를 수행할 수 있다. 이번 연구는 과학자들이 태양풍과 태양 플레어와 같은 태양 활동과 그것이 지구와 우주 날씨에 미치는 영향을 실시간으로 이해하는 데 도움이 될 것이다. 태양 탐사 비용 4600만달러 이번 태양 탐사선의 비용이 얼마인지 밝히지 않았지만, 인도 언론의 보도에 따르면 37억 8000만 루피(4600만 달러, 약 615억 원)가 소요될 것으로 예상된다. 아디트야-L1 미션의 프로젝트 책임자인 니가르 샤지는 "아디트야-L1 팀에게는 꿈이 실현된 것"이라고 말했다. 샤지는 "아디트 [임무]가 시운전되면 이 나라의 헬리오피직스는 물론 전 세계 과학계의 자산이 될 것"이라고 기대했다. 과거에는 미국, 유럽, 중국이 태양을 연구하기 위해 우주에서 태양 관측소 임무를 수행했다. 지금까지 지상 망원경을 이용한 태양 관측에 주력해 온 인도가 이 분야에 뛰어든 것은 이번이 처음이다. 아디트야-L1이 성공하면 인도는 이미 태양을 연구하고 있는 일부 극소수 국가 그룹에 합류하게 된다. 일본은 1981년 태양 플레어를 연구하기 위해 최초로 탐사선을 발사했다. 미국 우주국 나사(NASA)와 유럽우주국(ESA)은 1990년대부터 태양을 관찰해 왔다. 나사와 ESA는 2020년 2월, 공동으로 태양 궤도선을 발사해 가까운 거리에서 태양을 연구하고 있다. 과학자들은 태양의 역동적인 행동을 이해하는 데 도움이 될 데이터를 수집하고 있다고 밝혔다. 아울러 나사의 최신 우주선인 파커 태양 탐사선은 최초로 2021년 태양의 외기권인 코로나를 통과해 새로운 역사를 썼다. 유엔 우주국(UNOOSA)에 따르면 지구 궤도에는 약 1만290개의 위성이 남아 있으며, 그 중 약 7800개의 위성이 현재 작동 중이다. 한편, 인도의 태양 탐사선은 지난 8월 말 세계 최초로 달 남극 근처에 탐사선을 성공적으로 착륙시킨 것에 연이은 쾌거다. 이로써 인도는 미국, 구소련, 중국에 이어 세계에서 네 번째로 달에 연착륙한 국가가 되었다. 달 남극에는 인류 생존의 필수 자원인 물이 존재하고 있는 것으로 알려졌다. 나사에 따르면 달에서 물을 최초로 발견한 것은 인도 탐사선이다. 2008년 인도 탐사선 찬드라얀 1호가 달 표면에 퍼져 있고 극지방에 집중된 수산기 분자를 감지한 것이 물 발견에 결정적으로 기여했다. 현재 인도는 우주에 50개 이상의 위성을 보유하고 있으며 통신 링크, 날씨 데이터, 해충 침입, 가뭄 및 임박한 재난 예측 등 여러 가지 중요한 서비스를 제공한다. ISRO는 아디트야-L1과 함께 2025년으로 예정된 인간 우주 비행 임무인 가가냥(Gaganyaan) 발사를 오랫동안 준비해 오고 있다. 또 인도 우주국은 금성을 향한 무인 탐사선 발사도 계획하고 있다.
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[퓨처 Eyes(2)] 인도, 태양 탐사선 '아디트야-L1' 발사 성공
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미국·중국·러시아 등 강대국이 달에서 채굴하려는 광물은?
- 최근 미국, 중국, 인도에 이어 러시아가 47년만에 달 탐사선을 궤도에 진입시켜 우주 전쟁이 본격화 되고 있다. 러시아 국립우주국 로스코스모스는 러시아의 달 탐사선인 루나 25호(Luna-25)가 지난 8월 16일 오전 11시 57분(GMT 08시57분)에 달 궤도에 진입했다고 밝혔다. 미국, 중국, 인도 등 주요 강대국들이 지구 유일의 자연 위성인 달 표면에 존재하는 다양한 물질을 탐사하기 위해 경쟁하는 가운데 러시아가 최근 47년 만에 처음으로 달 착륙 우주선을 발사한 것. 루나 25호는 지구의 유일무이한 위성인 달을 5일 정도 돌고난 뒤 8월 21일로 예정된 달 남극에 연착륙하기 위해 항로를 바꾼다. 소형차 정도의 크기인 루나 25호는 최근 몇 년 동안 마국 항공우주국(NASA)과 다른 나라 우주국의 과학자들이 분화구에서 얼어붙은 물의 흔적을 발견한 남극에서 1년 동안 작동하는 것을 목표로 한다. 러시아 달 탐사선, 47년만에 달 궤도 진입 최근 지오 뉴스(Geo News)에 따르면 러시아는 달 탐사선을 발사한 후 러시아와 중국의 공동 탐사선과 달 기지 건설 가능성도 검토할 것이라고 밝혔다. 러시아 우주 프로그램을 추적하는 러시아스페이스웹닷컴(RussianSpaceWeb.com)의 창시자이자 게시자인 아나톨리 작크(Anatoly Zak)에 따르면 소련은 1976년 달 탐사선인 루나 24(Luna-24) 이후 어떤 러시아 우주선도 달 궤도에 진입하지 못했다. 미국의 나사(NASA)는 '달의 골드러시'에 대해 이야기하고 달 채굴의 잠재력을 탐구했다. 인도의 달 탐사선 찬드라얀 3호는 8월 말로 예정된 달 남극 착륙을 위해 이달 초 달 궤도에 진입했다. 중국은 2030년 이전에 유인 달 탐사선 착륙을 목표로 하고 있다. 지난 5월 스페이스뉴스에 따르면 중국 유인 우주국(CMSA)의 린 시창 부국장은 지우취안 위성 발사 센터에서 열린 기자회견에서 "최근 중국의 유인 달 탐사 프로그램의 달 착륙 단계가 시작됐다. 주요 목표는 2030년까지 중국 우주 비행사를 처음으로 달에 착륙시키는 것"이라고 밝혔다. 이처럼 미국과 중국, 러시아 등 강대국들이 달 탐사에 열을 올리는 이유는 무엇일까. 지구에서 38만4400km 떨어져 있는 달은 지구의 자전축 흔들림을 완화하여 보다 안정적인 기후를 보장한다. 또한 달은 전 세계 바다에 조수(지구·태양·달 사이의 인력 작용으로 해수면이 하루에 2회 주기적으로 오르내리는 것)를 일으킨다. 현재 학설에 따르면 달은 약 45억 년 전에 거대한 물체가 지구와 충돌하면서 형성된 것으로 추정된다. 충돌로 인한 파편이 모여 달을 형성한 것으로 추정하고 있다. 인도 달 탐사선, 달 남극에 '물' 존재 확인 인도와 러시아 달 탐사선의 최종 목적지인 달 남극은 물이 존재하는 것으로 알려졌다. 달에 물이 존재한다는 것은 주요 우주 강대국에 큰 영향을 미친다. 인간 생명에 필수적인 물의 존재로 인해 인간이 행성에 더 오래 머물면서 달 자원을 채굴할 수 있게 할 것으로 보인다. 달에는 물을 비롯해 헬륨-3, 스칸듐, 이트륨 등 희토류 금속이 있다. △ 물 나사에 따르면 달에서 물을 최초로 발견한 것은 인도 탐사선이다. 2008년 인도 탐사선 찬드라얀 1호가 달 표면에 퍼져 있고 극지방에 집중된 수산기 분자를 감지한 것이 결정적이다. 물은 인간의 생명에 필수적이다. 또 수소와 산소의 원천이 될 수 있고 로켓 연료로 사용될 수 있다. △ 헬륨-3 헬륨-3은 지구에서는 희귀한 헬륨의 동위원소다. 나사에 따르면 달에는 헬륨-3이 100만 톤이 있는 것으로 추정된다. 유럽우주국에 따르면 이 동위원소는 핵융합로에서 핵에너지를 제공할 수 있지만 방사능이 아니기 때문에 위험한 폐기물을 생성하지 않는다고 한다. △ 희토류 금속 보잉의 연구에 따르면 스마트폰, 컴퓨터 및 첨단 기술에 사용되는 희토류 금속인 스칸듐, 이트륨 및 15란타나이드 등이 달에 존재한다. 그렇다면 달에서 희토류 등의 채굴은 어떻게 이루어질까. 이들 광물들을 채굴하려면 달에 일종의 인프라를 구축해야 한다. 지구가 아닌 달의 환경에서는 로봇이 대부분의 힘든 작업을 해야 한다는 것을 의미한다. 다만 달에 물이 있다는 것은 인간이 장기간 존재할 수 있는 조건이 될 수 있다. 특정 국가가 '달 주권' 주장할 수 있나? 지구의 법으로 어느 한 나라가 달 주권을 주장하기엔 아직 불명확하고 빈틈이 많다. 1966년 유엔의 우주 조약에 따르면 어떤 국가도 달이나 다른 천체에 대한 주권을 주장할 수 없으며 우주 탐사는 모든 국가의 이익을 위해 수행되어야 한다고 명시되어 있다. 그러나 법률가들은 민간 기업이 달의 일부에 대한 주권을 주장할 수 있는지 여부는 불분명하다고 지적했다. 랜드(RAND Corporation)는 작년에 블로그에서 "우주 채굴은 잠재적으로 높은 위험에도 불구하고 기존의 정책이나 거버넌스가 상대적으로 거의 적용되지 않는다"라고 언급했다. 1979년 달 협정은 달의 어떤 부분도 "국가, 국제 정부 간 또는 비정부 기구, 국가 조직 또는 비정부 단체 또는 자연인의 재산이 되어서는 안 된다"고 명시하고 있다. 문제는 주요 우주 강대국 중 어느 나라도 이 협정을 비준하지 않았다는 점이다. 미국은 2020년 나사의 아르테미스 달 탐사 프로그램의 이름을 딴 '아르테미스 협정 '을 발표해 달에 '안전 구역'을 설정함으로써 기존의 국제 우주법을 기반으로 법을 구축하기 위해 노력했다. 그러나 러시아와 중국은 이 협정에 가입하지 않아 향후 강대국간의 달 주권 다툼 문제가 제기될 가능성이 크다. 한편, 19일 러시아 국립우주국 로스코스모스는 러시아의 루나 25호가 착륙 전 궤도로의 이동을 준비하던 중 이날 "비정상적인 상황"이 발생했다고 밝혀 달 남극 탐사에 제동이 걸렸음을 시사했다.
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미국·중국·러시아 등 강대국이 달에서 채굴하려는 광물은?
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