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차세대 원자력 자기플라즈마역학(MPD) 추진기를 테스트한 나사

 


(출처: 나사)

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나사는 앞으로 화성과 다른 태양계 천체 탐사를 위해서 원자력 추진 우주선을 계획하고 있습니다. 사실 역사적으로 나사는 이미 1960년대부터 다양한 핵추진 로켓을 개발했지만, 결국 환경 및 비용 문제로 취소한 역사가 있습니다. 그러다가 최근 다시 핵추진 우주선에 대한 연구를 재개하고 있는데, 화성과 더 먼 곳의 유인 탐사를 염두에 둔 것입니다.

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여러 가지 형태의 핵추진 엔진이 연구되는 와중에 최근 나사 제트 추진 연구소 (JPL)의 과학자들은 자기 플라즈마 역학 (Magnetoplasmadynamic, MPD) 엔진을 테스트했습니다. 이 MPD 엔진은 특이하게도 리튬을 연료로 사용하는데, 그전에 이온 플라스마 엔진 연료인 크세논 (제논)보다 훨씬 구하기 쉽고 저렴하다고 합니다.

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MPD 엔진은 고전류를 플라즈마(이온화된 기체)에 흘려보내고, 이 전류와 자기장의 상호작용으로 플라즈마를 가속하는 방식입니다. 기존 이온 플라즈마 엔진인 정전기 이온 추진기(예: 프시케 미션의 제논 이온 추진기)처럼 개별 이온을 전기장으로 가속하는 것이 아니라, 전자기력으로 플라즈마 전체를 밀어내기 때문에 훨씬 강한 추력을 낼 수 있습니다. 참고로 MPD 역시 오래 전부터 개발이 되어 왔지만, 주로 이론적이거나 실험실 연구에 그쳤고 상용화는 되지 않은 엔진입니다.

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(JPL Tests Next-Generation Electric Thruster)

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2026년 2월 24일, NASA는 캘리포니아 남부에 위치한 JPL 전기추진연구소의 특수 수냉식 진공 챔버에서 새로운 MPD 추진기를 시험 가동했습니다. 시험 도중 엔지니어들은 추진기를 다섯 번 작동시켰고, 추진기 중앙의 텅스텐 전극이 밝게 타오르며 섭씨 2,800도 이상의 온도에 도달하는 것을 관찰했습니다. 이 데이터는 새로운 추진기가 최대 120킬로와트의 출력을 달성했는데, 이는 프시케에 탑재된 추진기의 출력보다 25배 이상 높은 수치입니다.

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하지만 이는 시작에 불과합니다. 나사의 엔지니어들은 1MW급 MPD 추진기가 가능할 것으로 생각하고 있으며 화성 유인 탐사를 위해서는 2-4MW급 추진기 여러 개가 필요할 것으로 보고 있습니다. 물론 당장에 이를 우주선에서 테스트할 순 없고 현재는 연구 초기 단계이지만, 앞으로 연구 결과가 어떻게 나올지 주목되는 기술이 아닐 수 없습니다.

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참고

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https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-fires-up-powerful-lithium-fed-thruster-for-trips-to-mars/

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https://newatlas.com/space-systems/nasa-experimental-ion-engine-passes-test/

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