[아하! 우주] 나사, 고장난 우주선·위성 수리하는 ‘로봇 우주선’ 공개

우주에 있는 인공위성이나 혹은 그보다 더 멀리 떨어진 우주선이 고장 나면 이를 수리한다는 것은 쉽지 않은 일이다. 지금까지 영화로 만들어진 아폴로 13호처럼 아찔한 순간도 있었고 허블 우주 망원경처럼 우주 왕복선을 이용해서 극적으로 수리에 성공한 것은 물론 성능 업그레이드와 수명을 연장한 경우도 있었지만, 이는 예외적인 경우에 속한다.

대부분의 경우 고장 나서 더는 임무를 수행할 수 없게 된 우주선이나 인공위성은 그냥 버릴 수밖에 없다. 문제는 기능이 멀쩡한데 한두 부품의 이상이나 혹은 연료가 떨어진 경우라면 매우 경제적으로 낭비인 건 물론이고 위험한 우주 쓰레기를 남기게 된다는 것이다.

하지만 그렇다고 사람이 직접 우주선을 타고 가서 수리하는 것은 보통은 인공위성 자체보다 큰 비용이 드는 경우가 대부분이다. 유인 우주선은 매우 크고 비싸기 때문이다. 허블 우주 망원경 정도가 예외라고 할 수 있다.

이 문제를 해결할 가장 합리적인 대안은 인공위성이나 우주선을 수리할 수 있는 로봇 우주선이다. 나사는 이를 위해 VIPIR(Visual Inspection Poseable Invertebrate Robot)이라는 명칭의 로봇을 개발 중이다. 이 작은 로봇은 인공 위성의 연료를 보충하는 RRM(Robotic Refueling Mission)과 함께 인공 위성을 수리하는 역할을 한다.



VIPIR이 인공위성의 고장 부위를 검사하는 방식은 의사가 내시경으로 수술 없이 내부 장기를 들여다보는 것과 똑같다. 다만 인공 위성이나 우주선의 내부는 매우 비좁으므로 나사는 지름 1.2mm에 불과한 산업용 내시경(borescope)을 개발했다. 이 내시경은 224x224픽셀의 낮은 해상도를 가지고 있으나 컬러로 위성 내부의 상태를 식별하는 데 사용할 수 있다.

VIPIR은 2015년 5월 4일, 국제 유인 우주정거장에서 첫 테스트를 성공적으로 진행했다. 작은 산업용 내시경으로 테스트 위성의 내부를 살피는 데 성공한 것이다. 다만 현재로써는 고장 부위를 식별할 수 있는 수준이고 아직 수리할 능력은 없다.



연료가 떨어진 인공위성이나 우주선에 연료를 재급유해주는 RRM의 경우 이미 2013년에 첫 테스트에 성공했다. 중력과 공기가 있는 지구와는 달리 잘 밀폐를 하지 않으면 연료가 쉽게 새는 우주 공간에서 나사가 개발한 특수한 밸브는 성공적으로 연료를 우주선에 공급했다.

아직 실용화까지는 많은 연구가 남아있지만, 앞으로 나갈 길은 명확하다. 미래 우주선과 인공위성, 특히 지구에서 먼 거리에서 임무를 수행할 차세대 망원경과 관측 우주선에 연료를 재공급하고 수리해서 수명을 연장하는 것은 매우 비용 효과적일 뿐 아니라 우주 쓰레기를 줄이는 데도 도움을 줄 것이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com