[와우! 과학] ‘화성 탐사 내게 맡겨라’…NASA, 합체 로봇 개발하는 이유

여러 개로 분리되었다가 하나로 합체되는 로봇은 로봇 만화의 흔한 소재 중 하나다. 그런데 만화가 아닌 현실에서 이를 시도하는 과학자들이 있다. 바로 미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)와 캘리포니아 공대 연구팀이 개발 중인 듀악셀(DuAxel) 로버가 그 주인공이다.

듀악셀 로버는 겉으로 보기에는 평범한 사륜구동 화성 탐사 로버처럼 생겼다. 이 로버의 특별한 점은 분리되는 앞바퀴다. 본체와 뒷바퀴는 지지대 역할을 하고 케이블로 연결된 앞바퀴와 바퀴 축은 별도의 미니 로버로 움직일 수 있다.

이런 별난 로버를 만든 이유는 기존의 로버로는 탐사하기 어려운 가파른 경사 지형을 조사하기 위해서다. 물론 큐리오시티나 오퍼튜니티 같은 화성 로버들도 어느 정도 경사는 극복할 수 있다. 하지만 기본적으로 태양전지나 출력이 약한 원자력 전지로 움직이다 보니 50~60도의 가파른 경사 지형을 통과하는 데 근본적인 한계가 있다.

NASA 과학자들이 생각한 대안은 줄을 타고 비탈길을 오르내리는 방식이다. 케이블에 매달린 작은 로버라면 출력이 약하거나 속도가 느려도 문제없이 가파른 경사를 오르내릴 수 있다. 뒷바퀴와 본체는 지지대 역할을 하면서 케이블로 동력을 공급하고 데이터를 전송받는다. 연구팀은 실현 가능성을 검증하기 위해 프로토타입 분리 합체 로버인 듀악셀을 모하비 사막의 가파른 언덕에서 테스트했다. 결과는 긍정적이었다.

듀악셀 로버 본체에서 분리된 미니 로버는 사람도 오르기 쉽지 않은 가파른 비탈길을 탐사했다. 미니 로버는 바퀴가 두 개뿐이지만, 3D 입체지도를 만들 수 있는 카메라와 자율주행 능력을 지니고 있어 안전하게 거친 경사로를 이동할 수 있다. 본체와 바퀴에는 별도의 탐사 장비를 탑재할 수 있는 여유 공간이 있어 지형뿐 아니라 토양 속의 수분 함량 등 여러 가지 중요한 데이터를 수집할 수 있다.

화성에는 비교적 최근에 물이 흘렀던 것으로 보이는 가파른 경사 지형이 있다. 물론 화성 표면에는 액체 상태의 물이 존재할 수 있지만, 화성 지하 깊은 곳에도 액체 상태의 물이 존재할 수 있다. 과학자들은 이 지하수가 우연히 경사로를 따라 흐르면서 증발하거나 얼어붙었다고 보고 있다. 하지만 매우 가파른 경사 지형이라 로버를 직접 보내 확인할 수가 없었다. 듀악셀 로버는 이 한계를 극복할 NASA의 비밀 무기인 셈이다.

듀악셀 로버는 현재 타당성을 검증하기 위한 기초 연구 단계이지만, 실현 가능성이 있는 것으로 판단되면 화성 탐사를 넘어 여러 가지 임무에 투입될 가능성이 있다. 연구팀은 단순 탐사 임무를 넘어 달 크레이터 내부에 케이블을 깔아 전파 망원경을 건설하는 임무도 구상하고 있다. 단순 개념 연구를 넘어 실제 우주 탐사 임무에 분리 합체 로버가 투입될 수 있을지 결과가 주목된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com