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달 탐험을 위한 태양 전기추진

전문가 제언: ○ 태양 전기 추진 추진제로 크세논을 사용하고 있다. 현재 알려진 태양 전기 추진제로는 세슘, 크립톤, 네온, 헬륨 등이 알려져 있으나 크세논 은 분자량이 크고, 임계점 이상이 되면 액체로 되어 보관하기에도 유리하여 가장 많이 사용한다. 전기적 부하가 걸린 상태에서 이온화되어 아주 빠른 속도(30km/초)로 분출된다. 따라서 화학적 반응을 이용하는 고체 추진이나 액체 추진에 비하여 상대적으로 높은 비추력을 갖게 된다.

○ 태양 전기추진은 지상에서 발사하는 시스템 보다는 우주 깊은 곳에서 태양광선을 이용하여 추진해서, 우주에서 발사에 사용될 것이고 따라서 행성을 향하는 비교적 장거리에 사용할 것이다. 발사 시에 비교적 안정적으로 추력을 내어 급가속에는 적합하지 않다. 따라서 유인 우주에 적합할 것으로 알려졌다.

○ 태양 배열 전지가 태양광선을 전기로 바꾸어 이 전기가 크세논을 이온화 시켜 추력을 냄과 동시에 이 힘을 레이저 빔으로 달에 보내어 달 표면에 설치한 SLA에서 빔을 받도록 하고 있다. 달이 태양광선 안에 있을 때는 SLA가 직접 갈륨비소에서 동력을 만들 수 있으나 태양광선 밖에 있는 음영 시기에는 위성에서 보내는 것을 받아 동력을 낸다.

○ 이러한 경우 달이 음영 위치에 있는 시간에는 에너지 수신이 되지 않아 이 시간이 길어질수록 에너지 저축을 많이 해야 한다. 이를 보완하는 방안으로 두 개의 위성을 평면 배치해서 음영 시간을 감소시키고 동시에 동력도 증가시킬 수 있는 것으로 발표하고 있다.

○ 현재 위성에서 태양 전지를 이용하여 위성 자체가 필요로 하는 동력을 얻거나 자세제어, 위치 변경 등에 필요로 하는 동력을 얻는 방안으로 태양 전기 추진이 사용되어 왔다. 그러나 달에 동력을 공급하는 방법으로의 추진은 새로운 것으로 보인다. 우리나라에서도 위성에서 태양 전지를 이용하여 동력을 사용하고 있다. 이에 한걸음 더 나아가 태양 전기 추진에도 관심을 가질 필요가 있다.

저자: Henry W. Brandhorst et al
자료유형: 학술정보