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2014년 8월 18일 월요일

종이 접기 스타일 태양 전지판

 종이접기는 서구에서는 일본식 표현인 오리가미 (Origami) 로 널리 알려져 있습니다. 최근 나사 제트 추진 연구소의 과학자들은 이 종이 접기 방식을 이용한 태양 전지판을 개발하고 있는데 작게 접었다가 다시 펼칠 수 있는 좋은 아이디어이기 때문이라고 합니다.


(브링햄 영 대학의 대학원생인 샤년 지벨이 종이접기 스타일의 태양전지패널을 손보는 중       Shannon Zirbel, a Ph.D. student in mechanical engineering at Brigham Young University, Provo, Utah, unfolds a solar panel array that was designed using the principles of origami. She worked on this project with Brian Trease at NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California.  Image Credit: BYU ) ​
 이 연구를 주도하는 것은 나사 제트 추진 연구소의 브라이언 트리스 (Brian Trease ) 으로 그는 고교 시절에 종이 접기에 심취한바 있다고 합니다. 현재 그는 다른 연구자들과 함께 접었다 펼칠 수 있는 형태의 태양 전지 패널 개발에 나서고 있습니다. 이 태양전지 패널은 만약 성공한다면 접었을 때는 지름이 2.7 미터에 불과하지만 펼쳤을 때는 지름이 25 미터에 달하는 대형 원형 패널을 구성하게 됩니다. 거의 10 배에 가까운 면적으로 커지는 것입니다. 다만 처음부터 이런 대형 패널을 만들수는 없고 대신 1/20 스케일 모델로 1.25 미터 지름의 태양 전지 패널을 테스트 하는 중입니다.


(현재 테스트 중인 1/20 스케일 모델   Researchers at NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, and Brigham Young University, Provo, Utah, collaborated to construct a prototype of a solar panel array that folds up in the style of origami, to make for easier deployment. Image Credit: BYU)
  


(자신의 모델을 들고 있는 브라이언 트리스  Brian Trease, a researcher at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, holds a prototype of a solar panel array that folds up in the style of origami. Image Credit: NASA/JPL-Caltech)
 이 프로토타입은 실제로 테스트 시에 아주 잘 펼쳐졌는데 해당 영상은 아래에서 볼 수 있습니다.
 동영상 참조 : http://vimeo.com/103446030
  사실 종이 접기 방식의 태양전지 패널 개발은 이번이 처음이 아닙니다. 일본의 연구자들 역시 비슷한 시도를 이전에 진행했습니다. 특히 일본의 우주 물리학자 미우라 (Koryo Miura) 는 자신의 이름을 단 미우라 패널을 1995 년 개발해 테스트한 바 있습니다. 다만 이 패널은 널리 활용되지는 못했고 한번만 펼쳐진다는 단점이 있습니다.
 그런데 접이식 우산처럼 펼쳤다 접을 수 있는 접이식 태양 전지 패널이 나올 수 있다면 어떤 장점이 있을까요. 아마도 다른 천체의 표면에서 이동하는 차량이나 혹은 계속해서 가속해야 하는 우주선들이 그 혜택을 받을 수 있을 것 같습니다. 아니면 우주 기지 역시 마찬가지죠.
 지금 화성에 있는 로버들에게 화성의 폭풍이 불어닥치는 순간에는 접었다가 태양이 뜨는 날을 골라 펼쳐지는 접이식 태양 전지 패널이 있다면 아마도 큰 도움이 되겠죠. 로켓 엔진으로 가속해야 하는 순간이나 혹은 대기권 재진입을 앞둔 우주선이에게도 접을 수 있는 태양 전지 패널은 큰 도움이 될 것입니다. 마지막으로 미래의 이동식 기지가 필요하다면 수납이 편리한 태양 전지는 꽤 큰 도움이 될 것입니다.
 물론 우주만이 그 응용범위는 아닐 것입니다. 이런 접이식 태양전지 패널은 태양 전지를 이용해서 휴대기기를 충전해야만 하는 경우 (예를 들어 장기간 캠핑 같은 경우) 에도 편리하게 사용될 수 있습니다.  
​ 과연 미래에 널리 활용될 수 있을지는 지금 장담하기 힘들지만 (복잡한 구조를 가진 만큼 과연 반복적인 동작에서 신뢰성을 보장할 수 있을지는 아직 장담하기 힘들 것 같아 보입니다) 가능해 진다면 우리가 일상 생활에서 많이 사용하는 접이식 우산 만큼 유용하게 사용될 수 있을 것 같습니다. 
 참고  ​

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