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바퀴의 발명은 종종 문자나 불의 발명에 비교될 만큼 인류 문명사에 획기적인 발명으로 손꼽힌다. 바퀴의발명 덕에 수레에서 자동차까지 다양한 운송 수단이 개발됐고, 이는 문명사회를 발전시키는 데 매우 큰 영향을 미쳤다. 바퀴를 이용한 차량은 사실 지구를 넘어 인류가 발자국을 남긴 적이 없는 화성까지 진출했다. 바로 미 항공우주국(NASA)의 로버들이 그 주인공이다.
6개의 금속 바퀴를 이용한 NASA의 로버들은 수리 없이도 10년 이상 이동이 가능하다는 것을 입증했다. NASA의 엔지니어들은 타이어 교체가 불가능한 화성의 환경에서 금속판으로 만든 바퀴가 더 유용할 것으로 보고 처음부터 이를 적용했다. 작은 구멍만 나도 기능이 크게 손상되는 고무 타이어와 달리 금속 바퀴는 금속판 일부가 부서져도 심각하게 파손되기 전까지는 기능을 유지한다.
하지만 이런 금속 바퀴에 단점이 없는 것은 아니다. 최초의 화성 로버인 소저너부터 스피릿, 오퍼튜니티를 거쳐 큐리오시티에 이르기까지 NASA의 로버들은 계속해서 무거워졌다. 더 많은 탐사 장비를 탑재하기 위해서는 어쩔 수 없는 일이지만, 그 결과 소저너 로버는 10kg에 불과했던 반면 큐리오시티 로버는 899kg에 이른다. 아무리 화성의 중력이 지구의 1/3 정도라도 장시간 거친 지형에서 무거운 로버를 이동시키면 바퀴의 마모가 심해질 수밖에 없다. 실제로 큐리오시티 로버의 바퀴는 생각보다 손상이 심한 상태다.
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NASA의 연구팀은 이 문제를 해결할 새로운 바퀴 디자인을 개발 중이다. 연구팀이 큰 기대를 걸고 있는 바퀴 디자인은 복원력이 좋은 그물 망사(mesh) 방식의 바퀴다. 언뜻 보기에는 기존의 금속 바퀴보다 내구성이 약해 보이지만, 여기에는 최신의 형상 기억 합금 기술이 적용되어 있다. 딱딱한 금속판과 달리 그물망 방식의 바퀴는 타이어와 비슷하게 울퉁불퉁한 표면에서 충격을 흡수하고 본래 모습으로 복원된다. NASA가 개발한 니켈 티타늄 형상 기억 합금은 내구성과 복원력 모두가 우수해 장시간 사용했을 때 지금의 금속 바퀴보다 더 오래 기능을 유지할 수 있을 것으로 기대된다.
하지만 미세한 모래가 많은 화성의 환경에서 과연 이런 그물망 방식의 바퀴가 장시간 제 기능을 유지할지 검증이 필요하다. NASA의 연구팀은 화성과 비슷한 환경에서 기존의 금속판 바퀴와 그물망 바퀴의 내구성과 성능을 비교하고 있다. 아직 결과는 최종 나오지 않았지만, 현재까지 반응은 긍정적이다. 어쩌면 미래 NASA의 로버들은 이런 독특한 바퀴를 탑재하고 다른 행성과 달의 표면을 누빌지도 모른다. 이런 창의적인 생각이야말로 미국이 우주 개발에서 앞서가는 비결 가운데 하나일 것이다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
