태양돛은 우주만(灣)을 여행하는 신비롭고 장엄한 방법입니다. 과거 범선에 비해 우주에서 차량을 추진하는 가장 효율적인 방법 중 하나입니다.

화요일 RocketLab Electron 로켓은 NASA의 새로운 첨단 복합 태양 항해 시스템을 출시했습니다. 이는 낮은 지구 궤도에 대형 태양돛을 배치하는 테스트를 목표로 하고 있으며 NASA는 수요일 9미터 길이의 돛을 성공적으로 배치했다고 확인했습니다.

1886년에는 자동차가 발명되었다. 1903년에 인간은 최초로 동력 비행을 했습니다. 불과 58년 후, 인간은 로켓을 타고 최초로 우주 여행을 했습니다. 로켓 기술은 수세기에 걸쳐 극적으로 변화했습니다. 그렇습니다.

미사일의 개발은 13세기 중국과 몽골이 서로에게 미사일 화살을 쏘면서 시작됐다. 그 이후로 상황은 다소 발전했으며 이제 우리는 더 많은 기술을 갖춘 고체 및 액체 로켓 연료, 이온 엔진, 태양 돛을 보유하고 있습니다.

SpaceX Falcon 9 로켓이 Intuitive Machines의 Odysseus 달 착륙선을 우주로 보내기 위해 플로리다의 발사대에서 솟아오르고 있습니다. (NASA/유튜브)

태양돛은 태양이나 별빛의 힘을 활용하여 탐사선을 우주로 이동시키기 때문에 특히 중요합니다. 이 아이디어는 새로운 것이 아닙니다. 행성 운동으로 유명한 요하네스 케플러(Johannes Kepler)는 17세기에 “솜니움(Somnium)”이라는 제목의 작품에서 햇빛을 사용하여 우주선을 추진할 수 있다고 처음 제안했습니다.

러시아 과학자 Konstantin Tsiolkovsky가 태양돛이 실제로 작동하는 원리를 입증하기까지는 20세기까지 기다려야 했습니다.

칼 세이건(Carl Sagan)과 다른 행성협회 회원들은 1970년대와 1980년대에 태양돛을 이용한 임무를 제안하기 시작했지만, 2010년이 되어서야 최초의 실용적인 태양돛 차량인 IKAROS를 볼 수 있었습니다.

분리 카메라로 포착한 완전히 전개된 IKAROS 태양돛의 이미지. (작사)

태양돛의 개념은 이해하기 매우 쉽고 햇빛의 압력을 기반으로 합니다. 돛은 기울어져 있어 광자가 반사 돛에 부딪혀 튕겨져 우주선을 앞으로 밀어냅니다.

물론, 빛을 이용해 우주선을 가속하려면 많은 광자가 필요하지만 시간이 지나면서 무거운 엔진이나 연료 탱크가 필요 없는 매우 효율적인 추진 시스템이 됩니다.

이러한 질량 감소로 인해 태양광 돛은 햇빛에 의해 가속되기가 더 쉬워졌지만 돛의 크기는 이를 지지하는 붐의 재료와 구조에 의해 제한되었습니다.

NASA는 차세대 Solar Sail Boom 기술로 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 이들의 첨단 복합 태양돛 시스템은 NanoAvionics가 설계한 CubeSat를 사용하여 새로운 복합 붐 지지 구조를 테스트합니다.

유연한 폴리머 재료와 탄소 섬유로 만들어져 현재의 지지 구조 설계보다 더 견고하고 가벼운 대안을 만듭니다.

4월 24일 수요일, NASA는 CubeSat 위성이 지구 저궤도에 도달했으며 9미터 길이의 돛을 전개했음을 확인했습니다. 그들은 현재 탐사선을 운용하고 지상 계약을 체결하고 있습니다. 80평방미터의 돛을 전개하는 데 약 25분이 걸렸습니다.

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조건이 맞다면 지구에서도 보일 수 있으며, 아마도 밝기 면에서 시리우스와 맞먹을 수도 있습니다.

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