[와우! 과학] 태양광+레이저…군사용 ‘하이브리드 드론’ 뜬다

미국 방위 고등연구계획국(DARPA)이 태양 에너지와 레이저의 힘으로 오랜 시간 정찰 비행을 할 수 있는 드론을 개발하고 있다. 사실 태양광 드론은 낯선 개념은 아니다. 최근 에어버스가 개발하는 제피르 S HAPS(Zephyr S HAPS)는 태양에너지의 힘으로 25일간 고고도 연속 비행에 성공했다. 이런 태양광 드론은 낮에는 태양 에너지로 비행하고 밤에는 배터리에 저장된 에너지로 비행을 할 수 있어 장기간 착륙하지 않고 통신을 중계하거나 정찰 및 감시를 할 수 있다.

당연히 미군 역시 태양광 드론에 주목하고 있지만, 현재 개발 중인 민간용 태양광 드론은 군사적 목적으로 사용하기에 큰 제약이 있다. 대표적인 제약은 충분한 에너지를 얻기 위해 매우 큰 날개가 필요하다는 점과 속도가 느리다는 점이다. 태양광 드론은 크고 가벼운 날개 때문에 사실 하늘을 나는 연에 가까운 구조로 속도도 느리다. 민수용으로 사용할 때는 별로 문제 되지 않지만, 군용으로 사용하기에는 쉽게 포착되어 요격될 가능성이 크다는 문제점이 있다.

DARPA와 함께 사일런트 팔콘(Silent Falcon)사가 개발하는 이 하이브리드 드론은 레이저를 이용해서 이 문제를 극복한다. 드론의 날개에는 태양전지가 달려 있지만, 크기가 작기 때문에 이것만으로는 비행이 불가능하다. 태양전지는 보조적인 역할이고 실제 비행은 충전된 배터리와 레이저를 같이 활용한다. 드론의 꼬리 부분에 레이저를 전기 에너지로 바꾸는 리시버가 있어 추가적인 에너지 공급을 해준다. 사실 레이저 동력 드론도 처음 개발되는 것이 아니다. 이미 몇 년 전 록히드 마틴은 레이저 동력 드론인 스토커(Stalker)를 개발해 48시간 연속 비행에 성공했다. 그런데 왜 이 둘을 합친 하이브리드 드론을 개발할까?

레이저는 장시간 무선으로 에너지를 공급할 수 있는 장점이 있지만, 레이저가 직선으로 도달할 수 있는 거리에서만 가능하다. 적진을 정찰하는 군용 드론에는 불가능한 가정인 셈이다. 동력원을 배터리+태양전지+레이저로 다양하게 갖추면 아군 영역에서 레이저로 충전을 하고 배터리와 태양전지를 이용해서 정찰 비행을 할 수 있다. 이론적으로는 소형 드론이라도 장시간 착륙하지 않고 정찰 비행이 가능하다. 다만 실제로 가능하지는 역시 테스트를 해봐야 알 수 있다.

이 드론은 조만간 SUPER PBD(Stand-off Ubiquitous Power/Energy Replenishment – Power Beaming Demo) 프로그램을 통해서 실전에서 사용이 가능할지 테스트할 예정이다. 성공하면 단지 군용으로만 머물지 않고 민수용으로도 개발될 가능성이 있다. 레이저를 통해 전력 공급이 가능하다면 태양광 드론 역시 날개 면적을 줄이거나 탑재량을 늘리는 방식으로 개량이 가능하다. 지금처럼 무리하게 가벼운 날개를 대형으로 만들 필요가 없다면 위성과 지상 기지국 사이의 역할을 하는 고고도 드론의 개발도 한결 쉬워질 것이다. 결과가 주목되는 이유다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com