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▲ 화성 탐사용 드론
태양계에는 지구처럼 대기를 지닌 행성과 위성들이 있다. 그 가운데 드론을 날릴 만한 가장 좋은 외부 행성은 바로 화성이다. 금성처럼 초고온 초고압 환경도 아니고 토성의 위성 타이탄처럼 아주 멀지도 않기 때문이다. 미 항공우주국(NASA)은 화성에 드론을 보내 화성의 지표를 근접거리에서 탐사할 계획을 하고 있다. 이를 위해 풍선이나 헬리콥터 등 다양한 디자인의 탐사선을 연구했으나 모두 장단점이 있었다. 헬리콥터는 수직이착륙이 가능하지만 항속거리가 짧고 고정익기는 속도가 빠르고 항속거리가 길지만 이착륙이 매우 어려운 단점이 있다.
최근 NASA 랭글리 연구센터는 현재 개발 중인 새로운 수직 이착륙 드론의 모습을 공개했다. 이 드론의 특징은 헬기처럼 수직 이착륙이 가능하면서 고정익기처럼 수평 비행도 가능하다는 것이다. 덕분에 화성 표면 중 평지가 있는 모든 장소에 이착륙할 수 있으며 고정익기처럼 속도가 빠르고 넓은 지역을 수색할 수 있다. 이는 두 개의 프로펠러와 다리처럼 생긴 꼬리 날개 덕분에 가능한 일이다.
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화성의 중력은 지구의 1/3 수준이기 때문에 양력이 적어도 비행이 가능한 장점이 있지만, 대신 대기 밀도가 지구의 1% 수준에 불과해 양력 자체를 발생시키기 어렵다. 따라서 화성 드론은 철저한 경량화와 함께 대기가 희박한 환경에서 충분한 힘을 내도록 설계된 프로펠러가 필요하다. NASA의 연구팀은 저압 환경에서 드론을 테스트하고 있으며 화성의 환경에서도 비행이 가능하다는 것을 입증했다. 다만 현재 개발된 프로토타입은 실제 화성 표면에 투입하기 전까지 더 많은 개발이 필요하다.
NASA의 목표는 좁은 공간에서도 수직이착륙할 수 있으며 배터리의 힘으로 최대 16km 정도 비행이 가능한 무인 드론이다. 드론의 비행은 모두 자율적으로 이뤄지며 동굴처럼 좁은 공간에서도 알아서 충돌하지 않고 움직일 수 있어야 한다. 더구나 화성에서 고장 나면 현실적으로 수리가 어려우므로 매우 튼튼한 내구성도 지니면서 아주 가벼워야 한다. 아무리 NASA라도 쉽지 않은 과제다.
하지만 이 드론을 비롯해 NASA는 여러 가지 화성 비행체를 개발 중이고 화성과 비슷한 환경에서도 비행이 가능하다는 결과를 얻었다. 따라서 언젠가 미래에 화성에 하늘에 지구의 비행기가 날게 될 날도 오게 될 것으로 보인다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
