[고든 정의 TECH+] 바다에서 스스로 에너지를 얻는 수중 드론? DARPA ‘만타 레이’ 공개

소형 무인기인 드론은 이미 현대전에서 없어서는 안 되는 무기로 자리 잡았습니다. 아군의 인명 피해 없이 은밀하게 정찰이 가능한 것은 물론 최근에는 무장을 탑재할 수 있는 중대형 드론까지 등장해 현대전의 양상을 바꾸고 있습니다. 하지만 무인기는 시작에 불과할 뿐입니다. 전문가들은 앞으로 자율 주행 기술과 인공지능이 결합한 무인 차량과 무인 선박이 지상전과 해상전의 양상을 바꿀 것으로 예상합니다. 

실험적인 연구를 수행하는 것으로 유명한 미국 고등연구계획국 (DARPA)는 이와 관련된 여러 가지 연구 프로젝트를 진행 중입니다.

최근 공개한 만타 레이 드론 프로그램 (Manta Ray drone program)는 바닷속에서 오랜 시간 임무를 수행할 수 있는 장거리 드론 프로젝트입니다. DARPA는 실제 크기의 시제함을 개발하기 위해 노스롭 그루만 시스템스와 마틴 디펜스 그룹을 우선 사업자로 선정하고 프로젝트를 진행 중입니다. 

장거리 무인 수중 드론 프로젝트는 DARPA 이외에도 이미 여러 곳에서 진행 중입니다. 미 해군의 경우 2019년 보잉과 계약을 맺고 오르카 (Orca)라는 이름의 대형 무인 잠수정 4척을 도입하기로 했습니다. 오르카는 무인 잠수정 가운데서는 매우 큰 편인 15.5m 길이에 1만 2000km를 항해할 수 있는 능력을 지니고 있습니다. 

정확한 임무는 비밀이지만, 정보 수집 및 특수전 등에 투입되었을 것으로 추정할 수 있습니다. 오르카의 프로토타입인 보잉 에코 보이저 무인 잠수정은 내연 기관과 배터리 하이브리드 방식으로 사람을 태우지 않기 때문에 유인 잠수함보다 작은 크기에도 수개월 간 장시간 작전이 가능합니다. 

하지만 만타 레이 드론은 이보다 더 긴 시간 바다에 숨어 임무를 수행할 수 있습니다. 왜냐하면, 바다에서 직접 에너지를 조달하기 때문입니다.

이 드론은 해류가 빠른 적당한 위치에 정박한 후 해류의 흐름을 이용해 프로펠러를 돌려 전기를 생산합니다. 따라서 배터리, 연료 전지, 내연 기관을 사용하는 기존의 무인 드론과 달리 핵잠수함처럼 장시간 재보급 없이 임무 수행이 가능합니다. 

사실 연료 보급이 필요 없는 핵잠수함이라도 승무원이 먹고 생활하는데 필요한 보급과 밀폐된 장소에서 견딜 수 있는 시간을 생각하면 현실적인 작전 수행 시간은 몇 달을 이내입니다. 만타 레이 드론은 이론적으로 몇 년이라도 바닷속에서 보급 없이 임무를 수행할 수 있다는 점에서 만약 성공한다면 가장 획기적인 무인 잠수 드론이 될 것으로 보입니다. 

하지만 바닷속에서 해류를 이용해서 전기를 생산하는 데 성공하더라도 이 프로그램에는 여러 가지 극복해야 할 문제가 남아 있습니다. 가장 큰 문제는 해류를 타고 이동하는 해조류나 다른 해양 생물과 부딪히거나 혹은 고래처럼 대형 해양 동물과 드론이 충돌하는 경우입니다.

에너지 생산용 프로펠러가 해조류에 걸리거나 드론 본체가 다른 해양 생물과 충돌하는 경우 장시간 보급 없이 임무를 수행하려는 목표를 달성할 수 없는 것은 물론이고 해양 생태계 훼손 문제까지 거론될 수 있습니다. 따라서 실제 크기의 시제함을 통해 이 문제를 극복하고 효과적인 임무 수행이 가능한지를 검증해야 할 것입니다. 

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com