미래의 우주선에 전력을 공급하는 기술연구

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-19

영국 랑카스터 대학교 엔지니어들은 현재 인류를 위해 미래의 우주선에 전력을 공급하는 혁신적인 방법에 대해 연구를 진행 중이다. 그들은 미래의 우주선에서 에너지 하베스팅을 극대화하기 위한 새로운 1백만 파운드 비용의 연구 프로젝트를 진행하는 컨소시엄의 일원이다. [BAE Systems] 이니셔티브는 연료 재급유를 위해 지구로 되돌아올 필요가 없이 장시간 동안 우주에 머물거나 오랜 시간 우주여행을 위해 엄청난 양의 연료를 운반하지 않고도 우주 미션을 수행하기 위한 에너지 절감 및 극대화 솔루션을 모색하고 있다. 선임 연구원인 랑카스터 대학교 엔지니어링학과의 지안캬오 예(Jianqiao Ye) 교수는 다음과 같이 말했다. "우리의 역할은 모니터링 시스템을 지원하기 위해 사용되는 전력을 절감하는 방법을 찾는 것이다. 우주선과 지구 사이에는 빈번한 통신이 필요하며 엄청난 양의 데이터를 연속적으로 전송하고 통신센터로부터 지시를 받기 위해서는 전력이 필요하다." 최근에 시작된 이 대학교의 연구는 우주선 날개의 진동에 의해 생성되는 기계적인 에너지를 어떻게 전달하고 저장하며 통신시스템을 지원하는데 사용할 것인가를 연구하게 될 것이다. 특수한 공간재료(spatial material)로 제작된 센서가 우주선 날개 표면에 부착된다. 그다음, 날개에서 발생하는 진동은 전기를 생산하기 위해 센서에 전달되고 센서에 수집된다. 그리하여, 우주선으로부터 생성되는 에너지가 극대화된다. 이 대학교 연구진들은 비행기의 실제 구조체를 조사하고, 센서의 위치와 형태 그리고 에너지의 분산을 모색함으로써 이러한 방식으로 얼마만큼의 에너지가 하베스팅될 것인지를 평가하게 될 것이다. 또한, 이 컨소시엄은 이 프로세스를 어떻게 개선할 것이며 예를 들어, 설계 관점에서 어떻게 제작할 것인지 그리고 무게를 줄이기 위해 무선통신을 사용하는 것이 어떠할지를 검토할 것이다. 영국 공학자연과학연구위원회(EPSRC, Engineering and Physical Sciences Research Council)가 자금을 지원한 이 프로젝트는 엑스터 대학교가 이끌고, 프레스톤의 유클랜(UCLAN)사, [BAE Systems]사, 국방과학기술연구소(DSTL, Defence Science and Technology Laboratory), 웨스트랜드 헬리콥터(Westland Helicopters)사, 지식이전 네트워크(Knowledge Transfer Network) 그리고 몇 개의 다른 기관이 참여하고 있다. 예(Ye) 교수는 다음과 같이 덧붙였다. "이것은 기반기술 연구이며 국내외적으로 산업적 영향을 미칠 수 있는 매우 흥미로운 프로젝트이다. 이 기술이 적용될 수 있는 분야는 다양하다. 즉, 우주항공산업뿐 아니라 해안 연변 산업을 포함한 다른 산업에도 적용가능성이 존재하며 상업적 개발의 가능성을 가지고 있다. 이 기술은 센서, 구조체 설계, 신호 그리고 소프트웨어 지원 등의 여러 가지 다른 요소의 결합이며, 이것들이 이 기술의 풀 패키지이다. 우리는 매우 흥분되어 있다." http://www.energyharvestingjournal.com/articles/powering-space-craft-of-the-future-00007159.asp