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[고든 정의 TECH+] NASA가 개발한 무한 재활용가능 우주 3D 프린터

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▲ 발사를 위해 테스트 중인 리패브리케이터(Refabricator) 사진=NASA/MSFC/Emmett Given

미래 달 유인기지나 화성 유인 우주선에서는 필요한 물건이 있을 때마다 바로 만들 수 있을지 모릅니다. 미 항공우주국(NASA)이 우주에서 사용이 가능한 3D 프린터를 개발했기 때문입니다. 모든 필요한 물건을 싣고 우주선을 발사하기보다 3D 프린터와 재료만 실으면 공간 및 자원을 크게 절약하고 예상외의 상황도 더 유연하게 대응할 수 있습니다. 하지만 자원이 귀한 우주에서는 이것만으로는 충분치 않습니다. 만약 필요 없거나 망가진 물건을 재활용해 3D 프린터로 출력할 수 있다면 이론적으로 자원 공급 없이 자급자족이 가능한 우주선이나 우주 기지를 만들 수 있습니다.

NASA와 시애틀에 위치한 3D 프린터 스타트업인 테더스(Tethers Unlimited Inc.)가 합작으로 개발한 리패브리케이터(Refabricator)는 최초의 우주 재활용 3D 프린터로 폴리머 소재를 출력한 후 다시 이 폴리머를 잉크로 사용해 새로운 플라스틱 제품을 출력할 수 있습니다. 올해 11월에 발사된 화물선에 실려 국제 유인 우주정거장(ISS)으로 향한 리패브리케이터는 앞으로 우주 개발에서 3D 프린터의 유용성을 검증할 기회가 될 것입니다.

사실 플라스틱이나 금속 소재 제품을 출력하고 다시 이를 재활용 할 수 있는 재활용 3D 프린터의 개념은 이전부터 있었습니다. 하지만 현실적으로 비용이나 출력물의 품질면에서 경쟁력이 없었던 것이죠. 특히 플라스틱 소재를 갈아서 다시 사용하는 경우 출력물의 품질이 좋지 않아 실용성이 떨어졌습니다. 테더스에서 개발한 재활용 기술은 갈아서 가루를 사용하는 방식이 아니라고 합니다. 비록 구체적인 기술적 내용은 공개하지 않았지만, 이 재활용 방법은 품질 악화 없이 여러 번 재료를 다시 사용해 물건을 출력할 수 있습니다.

테더스는 2015년에 NASA로부터 75만 달러의 연구비를 지원받아 우주의 미세중력 상태에서도 작동이 가능한 재활용 3D 프린터를 개발했습니다. 이렇게 만든 리패브리케이터는 소형 냉장고 크기에 폴리머 추출을 위한 장치와 3D 프린터가 통합되어 있습니다. 외형은 오래되고 투박한 실험기기처럼 생겼지만, 우주 3D 프린터의 미래가 여기에 달려있습니다. 다만 리패브리케이터가 최종적인 제품은 아니고 사실 중간 단계입니다.

NASA는 이미 3D 프린터를 ISS에서 테스트해 우주에서도 출력하는 데 문제가 없다는 것을 입증했습니다. 여기에 더해 리패브리케이터를 통해 재활용 기술을 검증한 후 2020년에는 본격적인 우주 3D 프린터 공장인 팹랩(FabLab Fabrication Laboratory)을 만들 계획입니다. 팹랩은 금속을 포함한 여러 물질을 재활용해서 우주에서 필요한 물건을 출력할 수 있는 것을 목표로 하고 있습니다.



성공한다면 미래 우주비행사는 필요한 물건이 지구에서 도착할 때까지 하염없이 기다리는 것이 아니라 필요할 때마다 출력할 수 있고 사용 후 필요 없게 되거나 망가진 제품 역시 간단하게 재활용할 수 있을 것입니다. 물론 NASA에서 개발한 많은 기술처럼 이 기술 역시 민간에 이전되어 새로운 혁신을 불러일으킬 수 있습니다. 플라스틱을 포함해 넘쳐나는 쓰레기의 재활용 문제는 사실 우주보다 지구에서 더 시급한 문제입니다.

마지막으로 흥미로운 것은 이 재활용 3D 프린터를 개발한 테더스사의 미래 우주 3D 프린터 계획입니다. 이 회사는 3D 프린터를 이용해서 지구에서 한 번에 발사하기 너무 큰 위성이나 우주선, 우주 기지를 우주 현지에서 출력한다는 계획을 가지고 있습니다. 덩치 큰 구조물이나 부품을 발사하는 것보다 아예 우주 공간에서 출력하는 것이 부피를 크게 줄일 수 있어 발사할 때 유리하다는 것이죠. 아직은 먼 미래의 일이지만, 3D 프린터가 제조업은 물론 우주 개발에서도 새로운 혁신이 될 가능성은 충분합니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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