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




 (출처: 에어버스)

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.

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.

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.

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.

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.

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




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

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.

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.

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.

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.

참고

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

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

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

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