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우주 공간에서 3D 프린팅이 가능하다고?

아키노트 시스템이 우주 공간에 배치된 모양을 그린 구상도. 우주에 실어나르기엔 너무 큰 기자재들을 우주 공간에서 직접 만들 수 있게 된다. [사진=NASA/Made in Space]

아키노트 시스템이 우주 공간에 배치된 모양을 그린 구상도. 우주에 실어나르기엔 너무 큰 기자재들을 우주 공간에서 직접 만들 수 있게 된다. [사진=NASA/Made in Space]

우주 제조 스타트업 '메이드 인 스페이스'가 우주 환경에서의 3D 프린팅 테스트에 성공했다고 사이언티픽 아메리칸이 14일(현지시간) 보도했다. 메이드 인 스페이스는 우주 공간에서 필요한 제조 기술을 연구하는 미국의 스타트업이다.
 

'메이드 인 스페이스' 우주 3D 프린터 실험 성공
우주 공간에서 제조하는 '아키노트 시스템'의 하나
우주 장비 제조 비용 획기적으로 낮출 수 있어

우주에서 3D 프린팅이 가능하다면 망원경이나 그 밖의 대형 구조물을 지구 밖에서 직접 만들 수 있다. 지구에서 제작한 거대한 구조물을 우주로 실어나르려면 천문학적인 비용이 드는 걸 감안하면, 3D 프린팅으로 우주 탐험 비용을 획기적으로 낮추는 셈이다.
 
3D프린팅은 통상 필라멘트를 녹여 적층(한층씩 쌓음)하거나 반대로 액체성 원료를 한층씩 굳혀 고체화 하는 방식으로 이뤄진다. 때문에 중력이 없는 우주 공간에서의 3D 프린팅은 상상하기 어렵다. 하지만 메이드 인 스페이스는 미항공우주국(NASA) 에임즈 리서치 센터 열진공챔버 안에서 자사의 확장구조 첨가제 제조 기계를 활용해 여러가지 고분자합금 재료를 3D 출력 하는 데 성공했다. 열진공챔버 내부는 우주 공간과 같은 온도와 진공 상태로 설정한 상태였다. 실험은 지난 6월에 진행됐고, 메이드 인 스페이스는 NASA와 함께 그 결과를 최근 발표했다. 
 
앤드류 러시 메이드 인 스페이스 대표는 "우주에서 필요한 것을 적응형으로, 필요에 따라 제작할 수 있다는 점에서 중요한 이정표를 세웠다"면서 "우리는 이 기술의 리스크를 상당히 제거했다"고 말했다.  
 
이 회사는 이미 국제 우주정거장에 두 대의 3D 프린터를 설치해 무중력 공간에서의 인쇄를 시연한 바 있다. 한 대는 NASA가 갖고, 나머지 한 대는 이 회사가 상업적으로 운용한다. 하지만 이 프린터는 모두 우주정거장 내부에 보관돼 있기 때문에 진공상태도 아니고, 극심한 온도 변화를 경험하지도 않는다. 
 
6월에 테스트를 통과한 새로운 프린터는 메이드 인 스페이스가 NASA와 '티핑 포인트 테크놀로지' 계약을 맺고 개발중인 로봇 시스템 '아키노트(Archinaut) 시스템'의 구성 요소중 하나다. 아키노트 시스템에는 3D 프린터와 함께 극한 환경에서 작업하는 로봇 팔도 포함된다. 이 같은 아키노트 시스템의 설치가 완료되면 이전처럼 각종 우주 장비를 굳이 좁은 우주선 공간 크기에 맞추고, 로켓 발사 당시의 압력 등을 견디도록 만들 필요가 사라진다는 것이 NASA의 입장이다. 
 
스티브 저크지크 NASA 우주기술임무이사회 국장은 "우주 공간에서 로봇을 이용한 제작·조립은 디자인과 배치, 작동 방식에 혁명을 일으킬 것"이라고 말했다. 가령 더 거대한 우주 망원경을 만드는 데 이 기술이 사용될 수 있다는 것이다. 가령 NASA가 만든 88억달러짜리 차세대 제임스웹우주망원경(JWST, 직경 6.5m)는 2018년 11월 로켓에 실어나르기 위해 엄청나게 압축해야 한다. 부품을 여러 차례로 나눠 우주 공간으로 쏘아올리는 건 물론, 우주로 이동한 뒤 무려 80가지 이상의 전개 과정을 거쳐야만 활용할 수 있다. 
아키노트 프로젝트의 매니저인 에릭 조이스(왼쪽)과 메이드 인 스페이스의 엔지니어 디제이 라일리가 우주 3D 프린터의 핵심 부품을 점검하고 있다. [사진=NASA/Made in Space]

아키노트 프로젝트의 매니저인 에릭 조이스(왼쪽)과 메이드 인 스페이스의 엔지니어 디제이 라일리가 우주 3D 프린터의 핵심 부품을 점검하고 있다. [사진=NASA/Made in Space]

 
NASA는 나아가 외계 행성에서 생명체의 흔적을 찾는 등의 임무를 수행하기 위해 최소 직경 12m 이상의 우주망원경을 만들고자 한다. 그와 같은 작업을 우주 공간에서 직접 할 수 있다면 비용과 시간이 대폭 줄어들게 된다. 아키노트 시스템은 인공위성을 수리하거나 유지하는 데에도 활용 가능하다. 
 
메이드 인 스페이스의 다음 작업은 아키노트 프린터와 로폿 팔을 통합해 완전체를 만드는 것이다. 2020년대 중반까지 우주공간에서의 상용화가 목표다.
 
이경희 기자 dungle@joongang.co.kr 
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