일본 과학자 팀은 세계 최초의 목조 위성인 리그노샛(LignoSat)이 궤도에 성공적으로 진입했을 뿐만 아니라 무려 116일 동안 생존하며 역사를 만들었습니다.
통신 문제에도 불구하고, 이 초기 성공은 LignoSat-2의 가능성을 열어주었고, 우주 산업에서 알루미늄을 대체하는 목재가 미래에 사용될 수 있다는 희망을 가져다주었습니다.
전직 우주비행사이자 이 프로젝트의 주요 영감이 된 도이 타카오 교수는 천 년 이상 존재해 온 교토의 고대 사원에서 영감을 받아 우주에 목조 구조물을 짓는 꿈을 늘 꾸어왔습니다.
그는 "우주에서 나무를 사용할 수 있다면 영원히 지속 가능한 우주를 개발할 수 있을 것"이라고 말했습니다.
"목조 우주 시대"라는 개념은 작년 세계 최초의 목조 위성인 리그노샛(LignoSat) 발사로 주목을 받았습니다. 도이 교수, 교토 대학교 과학자 팀, 그리고 벌목 회사 스미토모 임업(Sumitomo Forestry)이 공동으로 개발한 리그노샛은 비교적 저렴하고 제작이 쉬운 소형 큐브샛입니다.
이 프로젝트의 주요 목표는 우주선이 환경에 미치는 영향을 줄이는 것입니다. 나무는 재생 가능한 소재이고 지구 대기권에 재돌입할 때 연소 시 오염이 적기 때문입니다.
리그노샛(LignoSat)은 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)에 의해 국제 우주 정거장(ISS)에서 배치되어 116일 동안 궤도에서 작동했습니다.
물리적인 생존 측면에서는 큰 성공을 거두었지만, LignoSat은 불행한 문제에 직면했습니다. 2024년 12월 9일 발사된 후 교토의 과학자들은 LignoSat과 통신할 수 없었습니다.
이로 인해 변형, 온도, 투자율, 그리고 우주 복사가 목재에 미치는 영향 등 다섯 가지 주요 연구 목표 중 네 가지가 달성되지 못했습니다. 도이 교수는 "안타깝게도 우리가 알고 싶었던 정보를 하나도 얻지 못했습니다."라고 인정했습니다.
초기 분석 결과 두 가지 잠재적 오류가 지적되었습니다. 시스템과 위성 안테나를 작동시키는 스위치 3개 중 하나 또는 모두가 켜지지 않았거나, 컴퓨터 프로그램이 제대로 초기화되지 않았을 수 있습니다.
통신 시스템 장애에도 불구하고, LignoSat은 두 가지 중요한 성과를 달성했습니다.
첫째, 목재 위성이 궤도에서 파손되지 않고 생존할 수 있음을 입증했는데, 이는 전례 없는 일이었습니다. 둘째, NASA의 목재 우주선 안전 검토 절차를 간소화하여 후속 목재 위성의 허가를 더욱 쉽게 받을 수 있는 길을 열었습니다.
Doi 교수와 그의 동료들은 얻은 교훈을 바탕으로 2028년 발사 예정인 LignoSat-2를 개발하고 있습니다. LignoSat-2는 첫 번째 LignoSat의 두 배 크기이며, 통신 장애가 반복되지 않도록 두 개의 통신 시스템(하나는 구조물 내부에, 다른 하나는 표면에 장착)을 갖추고 있습니다.
위성 본체 내부에 안테나를 설치하면 지구를 공전할 때 저항도 줄어듭니다.
환경 친화적
도이 교수는 더 큰 포부를 공유합니다. "우주 목재 산업을 만들어 보자." 그는 위성의 주요 소재로 알루미늄을 대체하는 목재가 등장하는 미래를 꿈꿉니다.
목재는 기존 우주선 재료보다 저렴하고, 사용하기 편리하며 가볍기 때문에 자원이 부족한 국가에서도 우주 개발에 더 쉽게 접근할 수 있습니다.
기존 위성이 대기권에 재돌입하면 타버리고 작은 산화 알루미늄 입자가 생성되는데, 이는 오존층을 파괴하고 대기 과정을 교란시키며 심지어 지구 자기장을 변화시킬 수도 있습니다.
이와 대조적으로, 나무가 연소되면 이산화탄소, 생분해성 재, 수증기만 발생하는데, 이는 훨씬 더 환경 친화적인 제품입니다.
추가 연구가 필요하지만, 목재 분해 산물은 대기 과정의 주요 원인이기 때문에 평가하기가 더 쉽습니다.
현재 매년 수백 개의 추적 물체가 지구로 돌아오고 있기 때문에 금속 우주선의 노후화는 심각한 환경 문제는 아닙니다. 그러나 우주 산업이 급속도로 발전함에 따라 더욱 친환경적인 소재에 대한 연구가 더욱 시급해지고 있습니다.
위성 구성품 중 아주 작은 부분이라도 나무로 바꾸면 오염을 크게 줄일 수 있다고 WISA Woodsat 나무 위성을 개발 중인 핀란드 회사인 Arctic Astronautics의 공동 창립자인 야리 메키넨은 말했습니다.
물론, 목재는 우주선 엔지니어들에게도 난제를 안겨줍니다. 천연 소재인 목재는 결함이 있을 수 있으며, 여러 방향으로 균일하게 거동하지 않기 때문입니다.
드레스덴 공과대학의 박사과정 학생인 라파엘라 귄터의 연구는 목재 섬유와 결합재를 이용해 더욱 일관되게 동작하는 우주선 재료를 개발하기 위해 노력하고 있습니다.
"문제는 우리가 더 지속 가능한 우주선 재료를 사용할지 여부가 아닙니다."라고 귄터는 단언한다. "저는 우리가 사용해야 한다고 생각합니다."
이러한 유망한 발전으로 우주의 "녹색" 미래에 대한 꿈이 현실에 한 걸음 더 다가가고 있습니다.
출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ve-tinh-go-song-sot-116-ngay-mo-ra-ky-nguyen-moi-cho-tau-vu-tru-20250713221702141.htm
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