우주 진공서 50㎝ 빔 출력…태양광판 펼친 오비탈 매터

오비탈 매터(Orbital Matter)가 지구 저궤도를 도는 자유비행 위성에서 약 50㎝ 길이의 단단한 빔을 3D 프린팅하고 태양광판을 펼쳤다. 우주정거장 내부가 아닌 우주 진공에 노출된 위성에서 구조물을 출력한 실험이다.

테크크런치(TechCrunch)는 4일 보도에서 오비탈 매터 경영진이 이를 궤도에서 자유비행 우주선이 빔을 만든 첫 사례로 평가했다고 전했다. 야쿠프 스토예크(Jakub Stojek) 오비탈 매터 CEO 겸 공동창업자는 “Replicator 2는 임무가 요구하는 크기로 태양광판을 우주에서 만들 수 있다는 첫 증거다”라고 말했다.

오비탈 매터는 2022년 공동 창업됐으며 300만달러(약 40억원) 규모의 시드 투자를 유치했다. 소형 위성 Replicator-2는 올여름 스페이스X(SpaceX)의 공동 발사 임무로 궤도에 올랐고, 프린터 네 대를 탑재했다.

각 프린터는 특수 플라스틱 재료인 수지를 원통형 빔 형태로 압출한 뒤 자외선으로 굳힌다. 회사는 이 과정을 시멘트와 물의 관계에 비유했다.

태양광판 전개용 프린터는 두 대였지만, 이상으로 한 대는 작동에 실패했다. 다른 한 대가 만든 빔은 태양광판을 펼쳤다.

기존 대형 태양광판과 망원경 거울은 로켓 상단의 좁은 탑재 공간에 들어가도록 접은 뒤 궤도에서 펼치는 방식으로 운용된다. 접고 펼치는 장치의 설계가 까다로운 만큼, 궤도에서 구조물을 만들고 조립하는 방안이 대안으로 거론된다.

미세중력 환경에서의 3D 프린팅 시도는 앞서도 있었지만 국제우주정거장(ISS) 내부의 가압된 공간에 한정됐다. 이번 실험은 위성 외부가 우주 진공에 노출된 환경에서 진행됐다.

미국 항공우주국(NASA)이 지원한 레드와이어(Redwire)의 구조물 출력 실험은 2023년 지상 진공실에서 빔을 만들었지만 실제 궤도에 오르지는 못했다. 궤도에서 자유비행 위성으로 빔을 출력한 이번 실험과는 시험 환경이 다르다.

이번 빔의 길이는 위성에 실은 수지 양에 제한됐다. 테크크런치는 4일 보도에서 오비탈 매터 엔지니어들이 100m 길이의 붐 제작이 가능하다고 보고 있다고 전했다.

비교 대상으로 언급된 스페이스X의 스타링크 V2 위성은 궤도에서 운용되는 대량생산 위성 가운데 가장 강력한 축에 속하며, 태양광판 길이는 20m다. 이번에 출력한 빔의 약 50㎝와 회사가 가능하다고 보는 100m 붐은 각각 현재 실증 규모와 엔지니어들의 추정치다.

테크크런치는 미래 우주선이 더 많은 전력을 생산하고 우주 진공으로 더 많은 열을 방출해야 한다고 짚었다. 특히 궤도 데이터센터가 들어서면 전력과 방열 설비 수요가 커질 수 있다. 본지는 스페이스X가 최대 100만 기 위성으로 궤도 데이터센터를 추진하는 구상을 앞서 보도했다.

오비탈 매터는 Replicator-2 제작 과정에서 유럽우주국(ESA)과 유럽 위성 제작사 탈레스 알레니아(Thales Alenia)와 협력했다. 위성 제작사들과는 태양광판이나 안테나 등 구성품을 전개하는 PADS(프린터 보조 전개 시스템)의 우주선 적용을 논의하고 있다.

테크크런치는 4일 보도에서 오비탈 매터가 2028년 발사 예정인 더 큰 위성과 프린터를 이용해 5㎾ 전력 생산을 목표로 한 태양광판 전개를 시험할 계획이라고 전했다.

테크크런치는 4일 보도에서 오비탈 매터가 2030년까지 태양광판 날개 한쪽당 100㎾ 이상으로 규모를 키우려는 목표를 제시했다고 전했으며, 이번 실증에서는 빔 출력과 태양광판 전개를 보도했다.