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2017년 10월 26일 목요일

새로운 기록을 세운 나사의 X3 이온 추진기



(The X3 thruster being tested at the NASA Glenn Research Center, firing at 50 kilowatts(Credit: NASA))

(The X3 thruster broke three records during vacuum-chamber testing in July and August, paving the way for eventual missions to Mars(Credit: NASA))


 나사는 차세대 이온 로켓 엔진 개발에 많은 노력을 들이고 있습니다. 기존의 화학 로켓 대비 절반 정도의 연료로 장거리 우주 비행이 가능하기 때문입니다. 따라서 미래 화성 유인 탐사 등 장거리 유인 우주 탐사에서 이온 엔진이 널리 사용될 것으로 예상됩니다. 사실 이미 던 탐사선을 비롯해 여러 우주선과 인공 위성에 소형 이온 엔진이 사용되고 있습니다. 


 하지만 현재 있는 플라즈마 이온 엔진은 대부분 출력이 매우 낮은 것들로 작은 탐사선이나 인공 위성이라면 몰라도 대형 유인 탐사선을 가속하기에는 턱없이 힘이 모자랍니다. 따라서 나사는 홀 추진기(Hall thruster) 방식의 이온 로켓 엔진을 연구하고 있습니다. 앞서 소개드린 바 있죠. 




 그런데 최근 미시간 팀이 연구하는 X3 이온 추진기가 3개의 신기록을 수립했다는 소식입니다. 일단 추력에서 5.4N 을 기록했는데 이는 3.3N의 이전 기록을 갱신한 것으로 물론 매우 낮은 출력이지만, 이온 엔진 가운데서는 가장 큰 것이라고 합니다. 참고로 이렇게 힘이 약하지만, 지속적으로 출력을 낼 수 있어 마찰이 거의 없는 우주 공간에서는 계속해서 가속이 가능합니다. 오랜 시간 가속하면 속도는 결코 느리지 않은 것이죠. 


 X3는 250A 전류에서 102kW의 출력을 냈는데 이것 역시 신기록이라고 합니다. 다만 들어가는 에너지에 비해 추력이 매우 약하다는 것을 알 수 있습니다. 사실 이 부분이 이온 로켓의 가장 큰 문제입니다. 물론 아직 개발 중이므로 앞으로 더 개선될 여지는 남아 있습니다.


 X3는 내년에 진공 상태의 테스트 시설에서 100시간 연속 가동을 목표로 하고 있습니다. 비록 추력은 약하지만 몇 년이라도 계속해서 속도를 가속할 수 있으므로 화성까지의 장거리 여행 시간을 줄여줄 수 있을 것으로 기대됩니다. 물론 이 엔진이 진짜 의미가 있기 위해서는 화성이나 혹은 장거리 우주 비행 프로젝트가 진행되어야 하겠죠. 



 참고 


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