우주 이야기/우주 탐사 이야기

달에서 사용될 차세대 월면차, FLEX!

과학으로 공부하기 2023. 4. 5. 14:42
FLEX의 임무 예상 이미지, 출처 : Astrolab 트위터

 

 최신형 달 월면차 FLEX의 영상이 공개되었습니다. FLEX는 2026년 실시될 미 항공우주국(NASA)의 유인 달 탐사 임무인 '아르테미스III' 미션에 사용될 것으로 알려져 있습니다. 이 월면차에는 최대 2명이 탑승할 수 있고 장비 중량은 2t 이상이라고 합니다. 또한 로봇팔을 이용한 화물 적재도 가능하며, 최고 속도가 24km/h이지만 높은 토크를 낼 수 있어 화물 운송 및 달 기지 건설 등에도 유용하게 활용될 것으로 보입니다. FLEX는 미국 기업 스페이스X(SpaceX)의 스타쉽 발사 및 착륙 시스템을 이용하여 달로 운반될 것입니다.

FLEX와 우주비행사와의 크기 비교로 FLEX의 전체 크기를 가늠할 수 있다. 출처 : Astrolab 트위터

 

 FLEX는 장기간 동안 신뢰성 있게 작동해야 하며, 달의 남극에서 -90°C에서 -230°C의 온도를 견딜 뿐만 아니라 방사선에도 내성을 가지고 있어야 합니다. 또한 달 남극의 어두운 곳에서 2주 동안 자율주행이 가능하며, 우주비행사들이 우주선 안에서 조종할 수 있어야 하며, 달 궤도 혹은 지구에서의 원격 조종이 가능해야 합니다. 이를 위해 신축성이 뛰어난 고감도 안테나가 장착되었습니다. 더불어 FLEX는 태양광 발전을 통해 차량의 동력을 충전하는데요, 이를 위해 차체 양쪽에 큼직한 태양광 발전 패널을 부착했다고 합니다. 한편 FLEX의 동체 측면에는 토양 샘플을 채취할 장치를 갖췄고, 암석이나 대기 샘플을 밀봉해 운반할 캡슐 수납공간도 마련되었다고 합니다.

FLEX는 달 기지 건설 초기단계에서 중요한 역할을 하게 될 것인데요. 달은 중기적으로 산소를 확보하기 위한 파이프 설치를 통해 개발이 시작될 수 있습니다. 이를 위해 기지 건설의 기반시설 구축 등에 많은 도움을 줄 것으로 예상합니다. FLEX는 적응형 서스펜션과 튜블리스 타이어를 갖추어, 굴곡이나 경사가 심한 곳도 어렵지 않게 이동할 수 있을 것으로 보입니다. 또한 튜블리스 타이어는 달의 표면에서의 타이어 펑크를 피할 수 있을 것입니다. 중기적인 목표로는 달 지역에서 FLEX의 차량 편대를 보유하여, 기지 간 이동을 쉽게 하고 다양한 연구 작업을 가능하게 하는것이 목표라고 합니다.

FLEX가 달 기지 건설을 하는 상상도, 출처 : Astrolab 유튜브

이 프로젝트는 벤츄리 그룹의 회장인 길도 파스터(Gildo Pastor)의 지도 아래 2019부터 기획하였다고 합니다. 이 프로젝트는 스위스의 벤츄리 랩(Venturi Lab)과 미국 기업인 벤투리 아스트로랩(Venturi Astrolab, Inc.)의 합작으로 개발됩니다. 벤츄리 랩은 저온과 방사선과 같은 극한 조건에 내구성을 가진 재료를 개발하는 분야에 특화되어 있고, 벤츄리 아스트로랩은 차량 구조, 소프트웨어, 항법, 시험 등을 담당하고 있습니다. 벤츄리 그룹은 고성능 배터리를 개발하는 분야에 전문성을 갖추고 있습니다.

벤츄리 랩은 스위스 Corminboeuf에서 2021년에 Gildo Pastor와 Dr. Antonio Delfino에 의해 공동 창립된 기업으로, 달과 화성의 극한 환경 조건에 견딜 수 있는 재료를 개발하는데 중점을 두고 있습니다. 이 팀은 전기 이동성, 연료 전지, 재료 과학, 복합 재료, 공정, 소프트웨어 엔지니어링, 컴퓨터 과학, 우주 이동성, 고분자 과학 등 분야에서 20년 이상의 경험을 갖춘 엔지니어, 화학자, 물리학자들로 구성되어 있습니다.

FLEX의 Astrolab 개발팀. 출처 : Astrolab 트위터

 

개발팀은 우주 이동성, 지구 및 행성 로봇공학, 산업, 개발, 고급 기술 연구, 전기 이동성, 연료전지 및 배터리, 수소 저장, 복합재료, 공정 제조와 같은 다양한 분야의 엔지니어와 과학자들로 구성되어 있습니다. 로버의 인간중심적 요소와 디자인은 이전에 벤투리 그룹과 협력한 디자이너 사샤 라키크(Sacha Lakic)에 의해 영향을 받았고 영감을 받았습니다.

FLEX는 특별한 환경에서 동작해야 하기 때문에, 벤츄리 랩은 기존의 기술들을 활용하면서도 달과 화성의 극한 환경에 견딜 수 있는 새로운 재료와 기술을 개발하고 있습니다. 온도 차이가 극단적인 환경에서도 로버가 안전하게 동작하도록 강화된 재료를 개발하여, 달 남극의 어두운 곳에서 2주 동안의 자율주행을 가능케 하고 있습니다. 또한, 방사선에 저항하도록 재료를 개발하여 로버의 내구성을 향상시키고 있습니다. 로버는 우주비행사들이 우주선 안에서 조종할 수 있어야 하기 때문에, 고급 소프트웨어 엔지니어링과 컴퓨터 과학 기술을 활용하여 원격 조종이 가능하도록 개발되고 있습니다.

 Astrolab 관계자는 "FLEX는 NASA의 월면차(LTV) 사양에 맞춰 설계되어, 달은 물론 지구나 화성 등 어떤 천체에서도 활용 가능하다"고 말하기도 했습니다. Astrolab은 FLEX를 통해 NASA는 물론 민간 업체와 계약을 복수 채결하고 달에서의 페이로드 수송을 앞두고 있다고 합니다.

FLEX의 테스트 사진. 출처 : Astrolab 트위터