달 표면에 비행 접시 보낸다?

 

(A concept image of the levitating lunar rover. Credit: MIT)

(A diagram of the testing apparatus. Credit: MIT)

 MIT의 과학자들이 정말 독특한 우주 비행체 디자인을 공개했습니다. 그 외형을 소개하자면 달 표면을 나는 비행 접시 (flying saucer)입니다. 대기가 없는 달 표면에서 이러게 이상하게 생긴 비행체가 날 수 있는 원리는 바로 정전기적 반발력 (electrostatic repulsion)입니다. 

 달 표면의 고운 암석 입자인 레골리스(regolith)는 낮 시간 동안 태양의 강력한 자외선과 강한 우주 방사선의 영향으로 양극을 띄게 됩니다. 따라서 정전기적 반발력을 일으킬 수 있는 물질을 그 위에 띄울 수 있게 되는 것입니다. 비행접시 같은 원반형 동체는 정전기적 반발력을 유도하는 표면적을 키우기 위한 것으로 사실 공기저항을 생각할 필요가 없기 때문에 더 다양한 형태로 만들 수 있습니다. 

 물론 정전기적 반발력이 달이라고 해서 아주 강력한 건 아니지만, 소형 드론을 공중에 띄우는 것은 충분할 것으로 예상하고 있습니다. 달의 중력이 지구보다 1/6 정도인데다 극복해야 할 바람 같은 외부 요인도 없기 때문입니다. 다만 정전기력을 이용하므로 비행할 수 있는 높이는 1m 정도로 낮습니다. 

 MIT의 연구팀은 그 가능성을 지구에서 테스트하기 위해 사람 손바닥만한 60g 짜리 비행체에 음성 이온 빔 (negatively charged ion beam)을 쏴서 기체 표면을 양성 전하로 만들었습니다. 여기서도 알 수 있지만, 세상에 공짜는 없는 법이기 때문에 정전기적 반발력을 이용해도 결국 에너지와 연료는 필요합니다. 하지만 로켓과 비교할 때 매우 작은 양의 에너지만 있으면 되기 때문에 장시간 작은 크기의 비행체를 달 표면에 띄울 때는 매우 유용할 것입니다. 

 물론 아이디어는 매우 참신하지만, 실용적인 아이디어 인지는 좀 더 검증이 필요합니다. 기본적으로 정전기력은 그렇게 큰 힘이 아닌데다 거리에 비례해 힘이 급격히 약해지므로 실용적인 크기의 비행체를 띄우는 일은 그렇게 쉽지 않습니다. 연구팀은 907g (2파운드) 비행체를 1cm 띄우는 데는 매우 작은 에너지만 필요하지만, 크기와 고도를 높일수록 점점 더 어려워질 것으로 예상했습니다. 과연 실제로 달에 비행접시를 띄울 수 있을지 연구 결과가 궁금합니다. 

 참고 

https://newatlas.com/space/mit-levitating-flying-saucer-moon/

 

https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.A35001