달 표면에 에너지를 공급하는 우주 태양광 발전소 GEO-LPS

(GEO-LPS with docking spacecraft. Credit: ESA/Astrostrom)

(Artist's concept of GEO-LPS beaming power to the Moon. Credit: ESA/Astrostrom)

달 탐사에서 한 가지 곤란한 문제는 달의 느린 자전 속도로 인해 14일 동안 밤이 지속된다는 것입니다. 짧은 무인 탐사나 원자력 전지 (RTG)를 이용하는 경우에는 큰 문제가 되지 않을 수 있지만, 만약 달 표면에 유인 기지를 건설한다면 상당한 문제가 될 수 있습니다.

유럽 우주국 (ESA)은 민간 우주 태양광 발전 스타트업인 아스트로스트롬 (Astrostrom)와 함께 달에 전력을 공급할 태양광 우주 발전소 디자인을 연구했습니다. 이들이 만든 Greater Earth Lunar Power Station (GEO-LPS) 컨셉은 그전의 태양광 우주 발전소와 확연히 다른 곡면형 구조라는 점에서 눈길을 끌고 있습니다.

GEO-LPS는 V자 형태의 태양광 패널이 뒤틀리면서 붙어 있는 구조로 대략 1제곱킬로미터 면적에서 23MW의 전력을 생산할 수 있습니다. 위치는 지구 달 라그랑주 L2로 달 표면에서는 61,350km 떨어져 있습니다. 에너지는 마이크로웨이브 형태로 달이나 주변의 다른 우주 기지에 전달할 수 있습니다.

다만 우주 공간에 이런 거대한 발전소를 건설한다는 것이 현재 기술 수준에서는 비현실적으로 다가올 수밖에 없습니다. 물론 당장 건설에 들어가겠다는 것이 아니라 앞으로 가능한 방식을 연구하는 수준이라고 볼 수 있습니다.

한 가지 재미있는 컨셉은 이 모두를 지구에서 수송하는 것이 아니라 달 표면에 제조 공장을 차리고 여기서 발사한다는 것입니다. 달은 대기가 없고 중력이 지구의 1/6이기 때문에 공장만 세울 수 있다면 더 쉽게 건설이 가능하긴 합니다. 다만 공장을 세우는 것부터가 사실 먼 미래의 일이 될 수밖에 없습니다.

현재 기술 수준에서 생각하면 달 기지나 화성 기지의 동력원으로는 나사가 개발 중인 미니 우주 핵발전소가 더 현실적일 것으로 생각합니다. 과연 실제로 우주 태양광 발전소가 들어설 수 있을지 궁금합니다.

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참고

https://newatlas.com/space/solar-space-power-lunar-outposts/

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/07/Lunar_solar_power_satellite

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