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금속 3D 프린터와 수술용 로봇팔을 테스트하는 국제 유인 우주 정거장 (ISS)




 (출처: 에어버스)

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지난 1월 30일 국제 유인 우주 정거장(ISS)로 향한 3600kg의 화물 가운데는 우주에서 최초로 시도되는 기계가 둘 탑재됐습니다. 하나는 금속 3D 프린터이고 하나는 수술용 로봇입니다.

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플라스틱을 출력하는 3D 프린터는 이미 ISS에서 테스트한 바 있습니다. 하지만 우주 공간에서 필요한 보급품과 소모품 가운데는 금속 소재인 것도 많습니다. 금속 소재는 더 튼튼하고 내구성이 좋아 만약 우주에서 출력할 수 있다면 상당한 도움이 될 수 있습니다.

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하지만 일반적인 3D 프린터와 달리 금속 3D 프린터를 작은 크기로 만드는 것은 상당한 도전입니다. 플라스틱 소재의 녹는점이 섭씨 200도 정도면 금속 소재는 섭씨 1200도 이상에서 출력해야 하는 경우가 많습니다.

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따라서 많은 에너지가 들어갈 뿐 아니라 상당한 면적이 필요합니다. 일반적인 금속 3D 프린터는 설치에 10제곱미터의 면적이 필요합니다. 이것을 ISS 내부의 좁은 공간에 설치할 수 있을 정도로 축소하는 일이 관건입니다.

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에어버스가 개발한 우주 금속 3D 프린터는 식기 세척기 크기에 불과하면서 공간이 제한된 ISS에서 안전하게 사용할 수 있도록 개발했습니다. 고온의 금속 파우더에서 나오는 금속 증기와 연기는 인체에 매우 해로울 수 있습니다. 환기가 불가능한 좁은 우주 정거장 내부에서 우주인의 안전을 보장하기 위해서는 이 부분을 특히 신경써야 합니다.

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앞으로 이 금속 3D 프린터는 미세 중력 상태에서 안전하게 정확히 작동하는지 검증하게 될 것입니다.

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(출처: Craig Chandler/University of Nebraska-Lincoln/University Communication & Marketing)

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수술용 로봇 팔의 경우에도 우주 정거장에 탑재할 수 있도록 크기를 줄였습니다. 우주 소형 생체 로봇 보조기기 (miniaturized in vivo robotic assistant)의 약자인 spaceMIRA는 지상에서 원격으로 조종할 수 있는 로봇팔입니다.

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이 로봇팔은 전쟁터처럼 응급수술이 필요하지만, 외과 의사가 없는 곳에서도 수술을 할 수 있게 고안되었습니다. 다만 신호를 주고 받는 시간을 생각하면 사실상 달 기지 정도가 최대한 접근 가능한 한계가 될 것으로 보입니다.

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물론 ISS에서 갑자기 외과 수술이 필요한 환자가 생길 순 없기 때문에 이 미니 로봇팔은 모의 환경에서 의도한 대로 조정이 가능한지 테스트하게 될 것입니다. 원격 조종 로봇팔이 우주에서 수술하는 일이 가능하다면 인류의 우주 진출이 한결 더 수월해질 것입니다.

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ISS는 목적대로 인류의 우주 진출을 위한 전진 기지와 실험 역할을 하고 있습니다. 기지 노후화와 러시아의 이탈로 인해 수명이 다해가고 있지만, 앞으로 이를 대체할 우주 정거장은 꼭 필요하다는 생각입니다.

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참고

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https://newatlas.com/space/first-metal-3d-printer-for-space-first-surgical-robot-iss/

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https://www.airbus.com/en/newsroom/stories/2024-01-the-worlds-first-metal-3d-printer-for-space-is-on-its-way-to-the-iss

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https://news.unl.edu/newsrooms/today/article/surgical-robot-developed-at-nebraska-launches-into-space/

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