美國航空宇宙局(NASA)은 最近 달探査 車輛(Lunar Terrain Vehicle·LTV)을 開發하고자 民間宇宙 企業 中 人튜이티브 머신스, 루나 아웃포스트, 벤투리 아스트로랩을 豫備 選定했다. NASA는 이 3곳을 통해 1年間 豫備 設計 시스템을 開發한 뒤 한 業體를 最終 選定할 計劃이다. 最終 選定된 業體는 2030年 NASA의 달探査 프로젝트인 아르테미스 宇宙飛行士들이 달 表面을 移動하고 探査할 때 使用할 車輛 開發을 맡게 된다. 5年間 開發과 10年間 달에서 運營을 包含한 이番 LTV 開發 프로젝트 規模는 最大 46億 달러(藥 6兆3680億 원)에 達한다. NASA가 選定한 이 業體들은 달 環境에 적합한 特殊 車輛과 타이어 開發을 위해 보잉, 미쉐린, 노스럽 그러먼, 록히드마틴, GM, 굿이어 等과 協力해 開發을 始作했다.

極限 달 環境에서 性能 維持해야

제이컵 블리處 NASA 首席探査硏究員은 記者會見을 통해 “달에는 길이 全혀 없기 때문에 새로운 길을 開拓할 수 있는 車輛을 開發해야 한다”며 “LTV의 移動性은 달에 對한 觀點을 根本的으로 바꿔줄 것”이라고 말했다.

NASA가 開發하려는 次世代 LTV는 燃料를 求할 수 없는 달의 特性上 電氣나 次世代 燃料 電池로 走行해야 달의 거친 地形을 쉽게 移動 可能하다. 時速 15㎞ 速度로 달릴 수 있고, 한 番 充電으로 宇宙飛行士가 約 8時間 동안 走行할 수 있어야 한다. 또한 零下 170度에서 映像 130度 사이를 오가는 달南極의 極限 溫度에서도 性能을 維持해야 한다는 條件이 包含된다.

特히 이番에 開發될 車輛에는 電力 管理를 비롯해 自律走行, 通信, 내비게이션 시스템 等 尖端技術이 搭載될 豫定이다. 車輛을 直接 運轉하지 못하는 環境에서도 探査를 持續할 수 있도록 自律走行과 遠隔操縱 機能도 必要하다. LTV는 科學 裝備, 로봇 팔, 探査 道具를 裝着해 潛在的인 着陸 地點을 偵察하고 샘플을 蒐集함으로써 誘引 任務를 支援하게 된다. 宇宙飛行士들은 이를 타고 달 表面을 移動하면서 現場 地質 硏究, 샘플 蒐集 및 返還, 實驗 配置 等을 遂行할 수 있다. 이러한 任務는 달이 어떻게 形成되고 鎭火했는지는 勿論, 달과 太陽의 相互作用 및 달 資源 等을 理解하고 硏究하는 데 必要하다. 人類가 처음 달探査를 試圖한 1960年代까지만 해도 宇宙飛行士가 直接 달 위를 步行하며 探査해야 했다. 그러나 肉重한 宇宙服과 裝備 때문에 步行 可能한 距離에 制約이 생길 수밖에 없었다.

1971年 아폴로 15號가 任務를 遂行할 때 最初 LTV가 登場했다. GM과 록히드마틴 等이 開發한 初期 LTV는 아폴로 16號, 17號 任務를 連이어 遂行하는 동안 30㎞에 達하는 달 地形을 橫斷했으며, 最高速度는 時速 18㎞였다. 그러나 매 任務가 끝날 때면 車輛도 廢棄해야 할 만큼 耐久性이 脆弱했다. 달에서 LTV 壽命이 짧은 理由는 放射線科 重力場 같은 障壁 때문이다. 地球 大氣와 磁氣場은 太陽이나 宇宙船에서 放出되는 高에너지 粒子를 막아주지만, 달에는 이러한 保護膜이 없다. 또 달은 地球보다 훨씬 더 弱한 重力場을 갖고 있어 車輛 作動에도 微妙하게 影響을 미친다.



이처럼 달에서 運轉은 一般 오프로드 走行과는 매우 다르다. 極限 環境에서 險難한 地形을 走行할 수 있는 專門 裝備가 必要하다. 이에 全 世界 宇宙 關聯 機關은 商業用 自動車 製造業體의 豐富한 經驗을 活用해 耐久性이 뛰어난 LTV를 設計하고 있다. 實際로 LTV의 構成 要素 大部分은 오늘날 自動車에 使用되는 技術에서 派生됐다고 볼 수 있다. 自律走行車의 카메라와 라이더, 모터, 휠, 서스펜션, 電氣車의 充電 시스템 等이 그것이다. 이러한 部品들로 車輛 下部를 構成하고 上部는 달探査를 위한 科學 裝備로 채우게 된다.

現代車·GM·도요타 等도 開發 나서

代表的으로 自動車 企業 GM은 過去에도 NASA의 主導 아래 宇宙 企業人 록히드마틴과 손잡고 LTV 開發을 推進했다. 앨런 웩슬러 GM 戰略革新部門 首席副社長은 報道資料를 통해 “GM은 1971年 아폴로 15號 宇宙飛行士들을 위한 LTV 開發에 尖端技術과 엔지니어링을 適用해 歷史를 만든 바 있다”며 “持續的인 協力 開發로 다시 한 番 달을 探險하는 宇宙飛行士를 支援할 것”이라고 밝혔다.

日本 닛산과 도요타 또한 日本宇宙航空硏究開發機構(JAXA)와 LTV 開發을 위한 파트너십을 맺었다. 닛산은 울퉁불퉁한 달 地形을 探索하기 위해 全面·後面 電氣모터를 統合한 LTV 試製品을 公開했으며, 도요타는 親環境 燃料 電池로 驅動하는 車輛을 設計하고 있다. 도요타는 루나 크루저(Lunar Cruiser)라는 이름의 LTV를 公開했는데, 이 LTV는 地球와 類似한 重力의 ‘加壓’ 車輛이다. 도요타에 따르면 宇宙飛行士들이 車輛 內部에서 宇宙服을 着用할 必要가 없는 環境이 造成된다. 또 太陽에너지와 물을 活用해 낮 時間에는 電氣分解로 水素와 酸素를 生産하고, 밤에는 燃料 電池를 통해 電氣를 供給한다고 밝혔다. 츠츠이 後尾野 JAXA 게이트웨이 프로그램 管理者는 “劉因 加壓 LTV는 달을 走行하는 小型 宇宙船인 셈”이라며 “移動性과 居住性을 모두 提供해 宇宙飛行士로 하여금 着陸 地點의 境界를 넘어 長期間 달 表面을 移動하고 探索할 수 있게 할 것”이라고 說明했다.

國內에서는 現代自動車그룹이 韓國航空宇宙硏究院(KARI), 韓國電子通信硏究院(ETRI) 等과 協力해 2027年을 目標로 달 表面을 探査할 수 있는 車輛을 開發하고 있다. 現代車가 開發하는 LTV는 달 表面을 探査하는 콘팩트한 크기의 自律走行車로, 自體 充電이 可能한 太陽光 패널을 搭載할 豫定이다. 달 表面의 極限 環境을 견딜 수 있도록 熱 管理 및 放射線 遮蔽 裝置, 金屬 驅動바퀴 等을 開發하고 있다.

NASA는 向後 擴張된 任務에 적합한 달 基地 建設을 推進하면서 더 넓은 活用度를 위한 LTV를 構想 하고 있다. 바로 電氣로 움직이는 트럭과 미니밴 形態의 LTV다. 달探査用 트럭은 바퀴 12個로 驅動하는 픽업트럭 形態로, 睡眠 및 衛生 施設을 갖춰 캠핑카와 類似한 車輛이 될 展望이다. 宇宙飛行士 2名이 最大 14日間 生活할 수 있다. 車輛 프레임은 오프로드 競走用 트럭 엔지니어들과 協力해 開發 中이며, 沙漠 같은 險한 地形의 오프로드 코스를 試驗走行하고 있다

旣存 電氣車 活用 方案도 考慮 中

一角에서는 이미 市場에 出市된 電氣車를 改造해 宇宙에서 使用하는 方法을 考案하고 있다. NASA 硏究員들은 旣存 電氣車 섀시를 單純하게 만들고 改造한 設計 可能性에 關한 硏究 內容을 美國 켁(Keck)宇宙科學硏究所 報告書로 發表한 바 있다. 硏究陣은 이 改造 車輛을 달뿐 아니라, 華城에서도 活用하는 方案을 打診하고 있다.

이 硏究에 參與한 폴 나일스 NASA 존슨우주센터 行星科學者는 ‘사이언티픽 아메리칸’을 통해 “商業用 自動車가 作動되는 技術과 同一한 技術을 活用해 宇宙에서 自律走行을 하고 障礙物을 避해 다니도록 만드는 硏究에 集中하고 있다”며 “理論的으로 充分한 構成 要素들을 그대로 維持할 수 있다면 LTV를 設計하는 것보다 費用이 훨씬 낮아질 것”이라고 밝혔다.

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