몸체 대부분을 나무로 구성하는 목재 인공위성이 올해 유럽에서 발사된다. 이미 일본 등 여러 국가가 개발하는 나무 인공위성의 장점은 무엇인지 대중의 관심이 모였다.
핀란드 민간 우주개발 업체 위사 플라이우드는 30일 공식 채널을 통해 올여름 쏘아 올릴 나무 위성 위사 우드샛(Wisa Woodsat)의 최신 모델을 소개했다.
지난 2021년 위사 우드샛 첫 모델을 지구 저궤도에 올린 이 회사는 성능이 향상된 신형을 개발했다. 회사는 지구 대기권 재돌입 시 열에 의해 모두 불타 없어져 우주쓰레기가 생기지 않는 나무 위성을 제작하고 있다.
위사 플라이우드 관계자는 “최신형 위사 위성은 액화천연가스를 수송하는 탱크의 단열재로 사용하는 자작나무 합판을 채택했다”며 “무려 –163℃까지 냉각해도 뒤틀리지 않아 우주 공간에서 변형이 없고 지구 대기권 재돌입 때는 깨끗하게 타 없어진다”고 전했다.
일본의 경우 교토대학교와 스미토모임업이 목재 위성 개발의 선두로 꼽힌다. 양사는 2024년 11월 공동 개발한 목재 인공위성 리그노 샛(Ligno Sat)을 미국 우주개발 업체 스페이스X의 팰컨 로켓에 실어 발사했다.
리그노 샛은 세 변의 길이가 약 10㎝인 정육면체다. 무게는 약 1㎏이며, 몸체는 스미토모임업이 엄선한 후박나무를 썼다. 회사는 2024년 9월 국제우주정거장(ISS)에 후박나무를 포함해 인공위성 몸체를 구성할 나무 후보군을 이송해 우주 공간에 노출하고 장시간 내구도 실험을 실시했다.
4년에 걸쳐 개발된 리그노 샛은 2024년 11월 5일 정식 발사됐다. 정해진 고도에서 사출까지 마쳤으나 안타깝게도 지구와 통신에는 실패했다. 다만 지구 그림자에 들어갈 때마다 -100℃에서 100℃까지 오르내리는 심한 온도 변화와 태양풍, 우주 방사선을 견뎠다. 116일 후 지구 대기권 재진입 때까지 몸체가 온전했다.
나무 위성이 만들어지는 이유는 우주쓰레기다. 철제 인공위성은 대기권 재진입 시 불에 타지 않고 파편이 지구에 낙하한다. 또한 지구 저궤도를 엄청난 속도로 도는 파편들은 총알보다 무서운 위력을 갖기 때문에 우주개발의 큰 걸림돌이다.
교토대학교 관계자는 “2023년만 해도 290t이나 되는 우주쓰레기가 대기권에 떨어졌다”며 “같은 해 발표한 연구에 따르면 성층권에서 채취한 황산 입자의 약 10%에 인공위성이나 로켓과 관련한 금속이 포함됐다”고 말했다.
이어 “성층권에 잔류하는 금속이 어떤 위험을 초래하는지 알려져 있지 않지만, 공기 중의 금속이 화학반응을 일으켜 오존층이 파괴될 것이라는 우려가 있다”며 “화학반응이 아니더라도 그 자체로 위험한 우주쓰레기는 오는 2035년 연간 2800t이나 발생할 것으로 보인다”고 덧붙였다.
나무 인공위성의 장점은 더 있다. 목재는 무선 신호에 영향을 주지 않기 때문에 위성이 궤도에 오른 후 통신기기를 전개할 필요가 없다. 대기 분자에 의한 저항도 작아 기체의 비행시간과 수명이 상대적으로 길다.
또한 목재는 일반 위성이나 우주선에 사용하는 합금보다 저렴하고 진동을 잘 흡수해 섬세한 기기에 영향을 덜 준다. 단열성도 금속보다 뛰어나 우주선의 가열 코일을 자주 작동할 필요가 없다. 교토대학교와 스미토모임업은 2028년 고도 400㎞ 저궤도에 리그노 샛 2호기를 띄워 목재 위성의 가능성을 시험할 계획이다.
물론 보완할 점도 있다. 우주 공간에서 수분이나 유기 화합물이 목재에 흡착해 강도가 떨어질 가능성이 제기됐다. 위사 플라이우드는 자작나무 합판에 특수 산화알루미늄 코팅을 더한 신형 모델을 통해 이 약점이 보완 가능한지 실험한다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
