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유럽우주국,라이트헤비급45억년 된 운석으로 벽돌 만들어
레고 브릭 본 딴 모양,라이트헤비급자유자재 조립도 가능
달 기지 건설에 현지 자원 활용 방법 모색
덴마크의 브릭(장난감용 벽돌) 제품 기업인 레고그룹의 레고시티 시리즈 중에서도 특히 인기 있는 건 달 연구기지다.작은 브릭 제품을 하나둘 쌓다보면 영화 속에서 볼 수 있는 그럴듯한 달 연구기지가 만들어진다.그런데 레고 브릭으로 장난감 달 기지가 아니라 실제 달 기지를 짓는 것도 가능할지 모른다.
유럽우주국(ESA)과 레고그룹은 지난달 18일 공동 성명서에서 운석의 먼지를 이용해 우주 브릭을 만드는 데 성공했다고 발표했다.ESA가 만든 우주 브릭은 레고 브릭에서 영감을 얻었고 실제로 모양과 형태도 레고 브릭과 비슷했다.ESA는 9월 20일까지 전 세계 레고 주요 매장에서 우주 브릭을 전시할 계획이다.
우주 브릭은 달 기지 건설을 위한 연구의 일환이다.우주개발 선도 국가들은 심우주 탐사를 본격화하면서 달에 전진기지를 만드는 방안을 구체적으로 고민하기 시작했다.미 항공우주국(NASA·나사)은 유인 달 탐사를 목표로 한 아르테미스 프로그램의 일환으로 2020년대 말부터 달 기지 건설을 구체화할 계획이고,라이트헤비급중국도 2030년쯤 달 기지 건설에 착수한다는 계획을 세우고 있다.
문제는 달 기지 건설을 위해서는 현지에서 건설 자재를 구해야 한다는 점이다.지구에서는 시멘트 콘크리트를 이용해 얼마든지 건물을 세울 수 있지만,라이트헤비급달은 지구와 달리 중력이 약해서 지구의 건설 기법을 사용할 수 없다.애초에 엄청난 무게의 건설 자재를 지구에서 달로 보내는 것부터가 불가능에 가깝다.지금의 기술로는 지구 저궤도에 1㎏ 무게의 화물을 올리는 비용만 수천만원이 든다.최근 달 뒷면에서 토양을 채취해 지구로 귀환한 창어 6호가 가져온 달 뒷면 토양은 1935.3g이었다.2㎏이 조금 안 되는 무게를 가져오는 데 국가의 역량 전부를 동원해야 할 정도다.
과학자들이 찾은 해법은 달의 현지 자원을 활용하는 방식이다.달이나 운석의 표토인 레골리스(regolith)를 이용해 건설 자재를 만드는 연구가 시작됐다.레골리스는 암석 부스러기와 먼지가 섞여 있는 형태다.ESA의 과학책임자인 에이단 카울리(Aidan Cowley)는 “아무도 달에 구조물을 건설한 적이 없고,어떤 재료도 가져갈 수 없기 때문에 무엇으로 구조물을 만들 것인지부터 고민해야 했다”고 설명했다.
처음 ESA 과학자들은 달의 레골리스를 이용해 우주 브릭을 만들었지만,라이트헤비급건설 자재로 쓰기에는 적합하지 않다는 결론을 내렸다.이후 운석으로 방향을 틀었다.ESA 과학자들은 45억년 전에 북서아프리카 지역에 떨어진 운석에서 나온 재료를 이용해 3D 프린팅으로 우주 브릭을 만들었다.프린터로 운석 분말을 잉크처럼 뿌리며 쌓아 벽돌 형태를 만드는 것이다.그 결과 일반 레고 브릭처럼 서로 맞물리는 형태의 우주 브릭을 만드는 데 성공했다.ESA가 만든 우주 브릭은 어두운 회색을 띠고 있었다.
ESA 과학자들은 우주 브릭을 이용해 여러 건설 방법을 테스트하고 우주 브릭에 더 어울리는 재료와 제조법을 찾고 있다.에이단 카울리는 “우주 브릭으로 여러 디자인과 조립 형태를 시도해 볼 수 있었다”고 말했다.
달 기지 건설을 위한 실험은 다양하다.지구와 다른 달의 환경에 맞는 건설 방법을 찾는 데 주로 초점을 맞추고 있다.달은 지구와 달리 대기와 자기장이 거의 없다.이 때문에 우주 방사선에 고스란히 노출돼 있다.작은 운석은 지구로 오다가 대기권에서 마찰로 불 타서 사라지지만,달에서는 총알처럼 날아와 사람이나 구조물을 위협한다.지구보다 훨씬 단단하고 튼튼한 외벽이 필요한 셈이다.
미국 센트럴 플로리다대 연구진은 지난해 달 레골리스에 소금물을 섞은 뒤 섭씨 1200도로 굽는 방식으로 단단한 세라믹 구조의 외벽을 만드는 데 성공했다.이렇게 만든 달 레골리스 외벽은 대기압의 2억5000만배에 달하는 압력을 견뎠다.
나사는 3D 프린팅 건축 스타트업인 아이콘과 계약을 맺고 달 기지 건설을 위한 기술을 개발하고 있다.아이콘은 자체 개발한 건축 재료인 라바크리트를 3D 프린터인 벌컨을 이용해 쌓는 방법을 연구하고 있다.아이콘은 나사 존슨우주센터에서 진공 상태로 3D 프린팅 구조물을 만드는 데 성공했다.아이콘은 미국 텍사스주 휴스턴의 나사 기지에 화성 탐사를 대비해 만든‘마스 듄 알파(Mars Dune Alpha)’라는 모의기지도 지었다.
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