"달에서 물을 채취하라!"…온갖 아이디어 백출[과학을읽다]

레드와이어 스페이스사가 달에서 물을 채굴할 수 있게 만들어 제출한 '투 로버 시스템(2-Rover system)'. 사진출처=미 항공우주국(NASA)

"달 극지대에서 얼음을 채취해 물을 만들어라!"

2024년 인류 두 번째 달 착륙 탐사를 준비하고 있는 미 항공우주국(NASA)가 달에 매장돼 있을 것으로 알려진 얼음을 녹여 현장에서 활용하기 위한 준비에 박차를 가하고 있다.

이와 관련 NASA는 19일(현지시간) 지난해 11월부터 실시한 '브레이크 더 아이스 루나(Break the Ice Lunar) 챌린지' 결과를 공개했다. 총 50만달러의 상금을 걸고 달에서 물을 채취해 운반, 사용하기 위한 아이디어를 모집한 것이다. NASA는 2024년 아르테미스 프로그램을 통해 1959년 아폴로 프로그램에 이어 인류 두 번째 달 착륙 탐사를 실시할 예정인데, 장기간 체류를 위해 필수적인 자원인 물을 현지에서 직접 채굴에 사용하는 방안을 연구 중이다. 물은 달의 영구 음영 지대인 남극 지하에 매장돼 있을 것으로 추측되고 있다.

공모전에서 1위는 레드와이어 스페이스사가 제출한 '투 로버 시스템(2-Rover system)'이 차지해 12만5000달러의 상금을 받았다. 이 시스템은 달의 언 표토층을 뚫고 얼음을 캘 수 있는 L-Rex( Lunar Regolith Excavator)와 저중량 다목적 운반용인 L-Tran( Lunar Transporter)로 구성됐다. 간단하고 견고하게 설계된 게 장점이다.

콜로라도 광산학교는 달 얼음 채굴 시스템(Lunar Ice Digging SystemㆍLIDS)을 제안해 2위로 입상, 상금 7만5000달러를 획득했다. LIDS는 굴착용, 암석 운반용, 물 운반용 등 3개의 로버로 이뤄지며 통신 및 위치정보시스템 장치도 포함된다. 암석ㆍ물 운반 로버들은 조립ㆍ정비ㆍ수리를 위한 로봇팔을 장착하고 있다. 또 세 로버를 가까운 달 기지에서 원격 조종할 수 있는 무인 시스템이다.

오스티어 엔지니어링사는 채굴된 암석에서 물을 뽑아내고 분류하는 시스템(GROWLER)을 제출해 3위(상금 5만달러)를 차지했다. 스쿨 버스보다 더 무거운 12t이상의 무게로, 지역 위치확인시스템을 갖춰 지하와 표면의 채굴 방해 암석의 위치를 확인할 수 있다. 회전식 틸터로 얼음 표토를 파내 물을 추출하고 전달한다. NASA는 이밖에 10개 팀의 아이디어를 추가로 선정해 각각 상금 2만5000달러를 수여했다.

NASA가 설립 100주년 기념 이벤트를 겸해 실시한 이번 공모전에는 미국의 17개 주는 물론 캐나다, 호주, 스라카 등에서 모두 31개 팀이 참가해 열띤 경쟁을 벌였다. 참가팀들은 달의 남극에 가까이 위치한 영구 음영지대에서 물과 얼음이 낀 표층 암석을 최대한 많이 캐내 운반할 수 있는 시스템 설계를 과제로 부여받은 후 7개월간 세부 시스템 설계도 작성, 채굴 계획, 작동 시연 애니메이션 등을 만들어 제출했다.

NASA는 "전문가 패널을 소집해 극한 조건에서의 잠재적 성능을 기반으로 각 팀을 평가하고 점수를 매겨 승자를 결정했다"면서 "최대한 물을 많이 공급할 수 있는 지, 최소한의 에너지를 소모하는 지 등과 장비 무게의 경량화가 중점적으로 심사 대상이 됐다"고 설명했다. 또 설계도 등을 제출 받은 후 2단계 단계에선 하드웨어들의 개발 및 작동 가능성에 대해 초점을 맞췄다