상업용 우주 비행이 급속히 가열되면서 궤도 태양광 발전에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 독일 우주기술 기업 디큐브드(Dcubed)는 2027년경 2kW급 궤도상 검증을 완료하고 시장 출시를 목표로 'Out of the Box'로 우주에서 직접 대규모 태양광 어레이를 생산할 계획인 아라퀴스(ARAQYS)라는 궤도상 제조 시스템을 고도화하고 있다고 밝혔다.
현재 원자력을 사용하는 소수의 군사 및 과학 연구 위성을 제외하고 대부분의 지구 궤도 우주선은 전력 공급을 위해 태양 전지 패널에 의존합니다. 그 이유는 궤도 환경에는 대기와 기상의 간섭이 없고, 지상적인 의미에서 낮과 밤의 교대가 없기 때문이다. 지속적이고 안정적인 태양 복사는 태양 에너지를 가장 현실적인 전기 공급원으로 만듭니다. 그러나 기존의 태양광 패널과 지지 구조물은 무겁고 발사 중에 접혀야 하므로 귀중한 탑재량을 차지할 뿐만 아니라 로켓 발사 중 가속도, 진동 및 강한 소음을 견딜 수 있는 복잡하고 안정적인 배치 메커니즘이 필요합니다. 이러한 요인으로 인해 비용이 증가하고 사용 가능한 페이로드 공간과 대량 마진이 압박됩니다.
Dcubed는 ARAQYS를 사용하여 전통적인 "접기 및 펼치기" 솔루션을 우회하고 더 이상 전체 태양광 어레이를 지상에서 들어 올리지 않기를 희망합니다. 대신, 트랙에 직접 어레이를 "구축"하여 킬로와트당 비용을 크게 절감합니다. 이 시스템의 설계 아이디어는 먼저 위성과 함께 매우 작고 유연하며 매우 얇은 "부드러운 태양 담요"를 궤도로 보내는 것입니다. 담요 표면 자체는 광전지 수집 기능을 가정하고 궤도에 배치됩니다.
태양광 담요가 천천히 펼쳐지면서 ARAQYS의 3D 프린팅 시스템은 동시에 필름 어레이를 따라 견고한 등받이 지지 구조를 인쇄하여 점차적으로 유연한 필름을 충분한 강성을 지닌 대형 어레이로 "성형"합니다. 인쇄에 사용되는 수지는 추가 대규모 경화 장비가 필요 없이 우주 환경의 강한 자외선에 의존하여 빠르게 경화되므로 방출 품질과 시스템 복잡성이 더욱 감소됩니다. 디큐브 대변인은 전체 비용이 10배 정도 줄어들 것으로 예상된다고 주장했다.
현재 계획에 따르면 디큐브는 궤도상 실증임무를 단계적으로 진행한다. 올해 말에는 먼저 60cm 길이의 암 세그먼트를 구축하는 시험임무에 이어 1m급 버전도 발사해 2027년 2kW급 궤도상 운용에 대한 완전한 검증체계를 완성하고 이를 기반으로 상업조달용 제품군을 출시한다는 목표다. 기술이 성숙해지면 궤도에서 제작된 태양광 어레이가 우주 전력 전송 및 에너지 빔 전송 어레이, 궤도 예인선, 대규모 데이터 처리 별자리 등 다양한 우주 플랫폼에서 널리 사용될 수 있을 것으로 디큐브는 기대하고 있습니다.
Dcubed의 CEO인 Thomas Sinn은 회사가 "궤도 발전"의 새로운 영역을 선도하기 위해 최선을 다하고 있다고 말했습니다. 그는 15년 전 NASA의 우주 태양광 발전소에 대한 미래 지향적 연구에 직접 참여했으며 이미 관련 기술 경로를 마련하기 시작했습니다. 그는 ARAQYS는 수년간 우주 에너지 분야에서 회사의 기술 축적의 정점이며, 급속히 팽창하는 우주 경제에서 저렴한 대규모 궤도 전력 공급 솔루션으로 향후 증가하는 고출력 전력 수요를 충족시키는 것이 목표라고 말했습니다.