-미국, 본격적인 화성 탐사에 박차 가해
NASA, 화성 헬기 첫 편도비행 성공했다고 밝혀
현지시각으로 지난 5월 8일 ‘NASA’는 화성 헬기인 ‘Ingenuity(이하 인저뉴어티)’가 처음으로 129m 거리의 새로운 착륙지점까지 비행한 것에 성공했다고 발표했다.
NASA에 따르면 이번은 화성에서 인저뉴어티가 수행한 다섯 번째 비행에 해당하며. 인저뉴어티는 목표 지점에 도달한 후 10m 상공에서 고해상도 컬러 이미지를 캡쳐하는 것에 성공하고 무사히 착륙한 것으로 알려졌다.
이전 연구 단계가 주로 호버링(Hovering, 제자리 비행)을 수행하여 화성에서도 헬기의 비행이 가능한지 여부에 초점이 맞춰진데 비해, 이번 첫 편도비행의 성공으로 연구단계가 한 단계 더 상승되었다는 평가다.
‘회전익기’인 헬기는 공기를 헬기 밑으로 밀어내어 그 압력으로 상승한다.
그런데 화성의 대기밀도는 지구의 1% 정도로 아주 희박하기 때문에, 헬기를 상승시킬 수 있는 압력을 발생시키기 위해서는 지구에서보다 훨씬 빠른 회전 속도를 낼 수 있는 ‘로터(회전날개)’ 시스템이 요구된다.
즉 인저뉴어티의 첫 비행이 성공하기 전까지는 화성에서 헬기의 운용이 실제로 가능한지 여부조차 불분명했었다.
그러나 4회에 걸친 비행의 성공으로 화성에서도 헬기 형태의 항공기를 운용할 수 있음이 입증되었으며, NASA 발표에 따를 때 지구에서 수행한 시뮬레이션 결과보다 실제 비행에서 좋은 수치를 얻었던 관계로 향후 화성에서의 헬기 운용이 긍정적이라는 평가가 나온다.
한편 이번 비행은 호버링이 아닌 129m 떨어진 착륙지점까지 편도비행을 하는 방식으로 진행됐다.
이는 화성에서도 헬기의 운용이 가능한지 알아보는 단계를 뛰어넘어, 헬기의 운용이 향후 화성 탐사에서 어떤 이익을 줄 수 있는지 연구하는 단계로 전환됨을 의미한다.
NASA는 화성에서 헬기를 운용함으로써 육상 탐사차가 도달할 수 없는 지형의 공중정찰이 가능해지며, 그 결과 화성 표면을 입체적으로 촬영할 수 있는 기회를 제공받을 수 있을 것이라고 기대한다.
실제로 108초 동안 비행을 지속한 인저뉴어티가 공중에서 화성의 디지털 지형도를 얻기 위한 촬영을 했을 때, 이를 방해하는 요소는 거의 없었던 것으로 알려졌다.
인저뉴어티의 주요 설계상 성능
NASA는 최근 화성에서 5번째 비행이자 첫 번째 편도비행을 성공한 화성 헬기 인저뉴어티의 주요 설계상 성능을 공개했다.
인저뉴어티의 무게는 지구에서 4Pounds (약 1.8kg), 화성에서는 1.5Pounds (약 0.680kg) 정도로 다르게 측정되는데 이는 화성의 중력이 지구 중력의 1/3에 불과하기 때문이다.
화성 기준으로 인저뉴어티는 ‘하루 1회 정도 90초 동안 비행하기에 충분한 전력’을 배터리로부터 공급 받는다. 비행 시에 소모되는 평균전력은 350W 정도로 평가되며 인저뉴어티는 태양광 패널을 활용하여 동력원인 리튬 이온 배터리를 자체적으로 충전할 수 있다.
인저뉴어티의 비행거리는 최대 980feet (약 300m)까지 비행고도는 최대 15feet (약 5m)까지 비행이 가능하도록 설계됐다.
그런데 인저뉴어티는 이미 다섯 번째 비행에서 33feet (약 10m) 비행고도를 달성함으로써 15feet로 알려진 설계상 한계 비행고도를 초월한 바 있다.
한편 인저뉴어티에는 무선 통신 시스템도 탑재되어 있어서 화성 탐사차 그리고 지구와 통신을 하는 것이 가능하다. 인저뉴어티는 첫 번째 비행에서도 64.3m 떨어진 ‘Perseverance’ 화성 탐사차를 중계기 삼아 지구와 통신을 한 적이 있다.
게다가 인저뉴어티에는 컴퓨터와 내비게이션 시스템이 탑재되어 있어 자율비행이 가능하며, 1대의 흑백 카메라와 1대의 칼라 카메라가 설치된 관계로 공중 촬영 또한 가능하다.
인저뉴어티가 인간의 통제 없이 어느 정도 수준의 자율비행이 가능해야 하는 이유로는 지구와 화성 사이의 거리가 멀어 데이터 통신을 하는 것에 수분에서 수 시간까지 시간 지연이 발생하는 것이 언급된다.
지구에서는 드론을 실시간으로 원격 조종하는 것이 가능하지만, 지구에서 보낸 조종 신호가 화성에 도착하기까지 적지 않은 시간 지연이 발생하기 때문에 화성의 인저뉴어티를 실시간으로 원격조종하는 것은 불가능하다.
이외에도 NASA는 인저뉴어티가 영하 90°C까지 하강하는 화성의 온도를 자율적으로 극복할 수 있는 시스템을 설치했는데, 현재까지 인저뉴어티는 화성의 적대적인 환경에도 큰 무리 없이 정상작동하고 있는 것으로 알려졌다.
화성에서 본격적인 탐사활동의 성과물을 내고 있는 미국과 달리, 아직 한국은 자력으로 우주 탐사선을 발사하지 못했을 정도로 우주개발 분야에서 후발주자임은 분명하다.
그러나 우주개발 분야에서 후발주자인 현재의 위치에 낙담할 필요는 없다.
한국 또한 정해진 우주개발 계획을 충실히 이행하며 국제협력 등을 통해 기술 격차를 줄이는데 노력한다면, 언제든지 우주개발 선진국으로 도약할 수 있기 때문이다.