요약:
미국 항공우주 기업 블루 오리진(Blue Origin)은 최근 미래 달 기지를 위한 새로운 전원 공급 시스템 '파워 타워(Power Tower)'를 발표했습니다. 이 시스템은 회사에서 개발 중인 Mark 1 달착륙선을 통해 달 남극 지역으로 수송될 예정입니다. 착륙 후 자동으로 20m 높이의 수직 태양전지 어레이를 배치해 향후 달 표면 시설에 지속적인 전력 지원을 제공한다.
달의 낮-밤 주기는 오랫동안 다양한 국가의 달 탐사 임무가 직면한 주요 과제 중 하나였습니다. 달의 낮과 밤은 각각 지구의 약 14일 동안 지속됩니다. 태양 에너지에 의존하는 장비의 경우, 달밤이 길면 에너지 공급이 불가능하며 극저온은 장비의 생존 가능성을 심각하게 위협합니다. 결과적으로 많은 달 임무는 야간 작전을 유지하기 위해 원자력 시스템에 의존하는 경우가 많습니다.
블루 오리진은 달의 남극 지역이 또 다른 해결책을 제공한다고 믿습니다. 지구와 마찬가지로 달도 자전축이 기울어져 있지만 그 기울기는 약 1.54도에 불과합니다. 이 특별한 기하학적 관계로 인해 태양은 달의 남극에 완전히지는 경우가 거의 없으며 항상 지평선 근처에서 천천히 움직입니다. 지역 여름에는 어둠이 몇 시간만 지속될 수 있습니다. 겨울에도 어두운 시간은 보통 2~7일에 불과합니다. 동시에 낮은 각도의 햇빛은 분화구와 움푹 들어간 곳에 길고 거의 영구적인 그림자 영역을 만듭니다.
이 특별한 환경을 최대한 활용하기 위해 블루오리진은 에너지 타워 시스템을 설계했습니다. Mark 1이 착륙하면 장비는 나선형 합금 구조로 구성된 높은 마스트를 펼치고 상단에는 접힌 태양광 어레이를 탑재합니다. 펼쳐진 태양 전지판은 수직으로 매달린 두 세트의 블라인드와 같으며, 이는 수평선에서 비스듬한 햇빛을 효과적으로 포착하고 태양이 수평선을 따라 이동할 때 계속 작동할 수 있습니다.
블루 오리진(Blue Origin)에 따르면 이 시스템은 계절에 따라 44%~100%의 시간 동안 지속적으로 전기를 생산할 수 있습니다. 착륙선 표면에 태양광 패널을 평평하게 놓는 기존 솔루션과 비교할 때 수직 배치 설계는 저각도 햇빛의 활용 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 동시에 20미터 높이의 에너지 타워는 가시적인 지평선 범위를 확장하여 더 많은 햇빛 기회를 얻을 수 있습니다.
성능면에서 단일 에너지 타워의 현재 버전의 출력 전력은 10kW를 초과했습니다. 비록 지상 에너지 시스템에서는 이 수치가 눈에 띄지 않지만 항공우주 공학 분야에서는 이미 상당한 수준이며 달 표면 인프라에 안정적인 에너지 지원을 제공할 수 있습니다.
블루오리진은 이 기술이 향후 달 남극의 그림자 분화구 탐사 및 개발에 도움이 될 것이라고 밝혔다. 과학계는 일반적으로 이러한 장기적인 그림자 지역에 다량의 얼음 자원이 포함되어 있다고 믿고 있으며, 얼음은 미래에 영구적인 달 기지 건설을 위한 중요한 전략 자원으로 간주되며, 이를 통해 식수, 산소 및 로켓 추진체를 얻을 수 있습니다.
장기적인 개발 계획상 에너지타워는 별도의 전력원으로만 존재하지 않을 예정이다. 블루 오리진은 여러 개의 에너지 타워로 구성된 달 마이크로그리드를 구축해 달 탐사선, 거주 모듈, 광산 장비, 현장 자원 활용 시설에 상호 연결을 통해 지속적인 전력 공급을 제공하고, 미래 인류가 달에 오랫동안 머물 수 있는 에너지 기반을 마련하는 것을 구상하고 있다.
다양한 국가에서 아르테미스 프로그램과 달 개발 프로젝트가 계속해서 진전되면서, 안정적이고 신뢰할 수 있는 에너지 시스템을 어떻게 구축할 것인지가 달 기지 건설에 있어서 중요한 문제로 대두되고 있습니다. 블루오리진이 이번에 착수한 에너지타워 계획은 달 남극의 독특한 자연조건을 활용하고 원자력 의존도를 줄이기 위한 중요한 탐사로 평가된다.
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