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태양계 이야기 1117 - 얼음 위성 아래 바다를 탐사할 로봇 SWIM



 (A prototype of a robot designed to explore subsurface oceans of icy moons is reflected in the water’s surface during a pool test at Caltech in September. Conducted by NASA’s Jet Propulsion Laboratory, the testing showed the feasibility of a mission concept for a swarm of mini swimming robots. Credit: NASA/JPL-Caltech)

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(A model of the final envisioned SWIM robot, right, sits beside a capsule holding an ocean-composition sensor. The sensor was tested on an Alaskan glacier in July 2023 through a JPL-led project called ORCAA (Ocean Worlds Reconnaissance and Characterization of Astrobiological Analogs). Credit: NASA/JPL-Caltech)

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(Graphic depiction of SWIM- Sensing with Independent Micro-swimmers Credits: Ethan Schaler)

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목성의 위성인 유로파와 토성의 위성인 엔셀라두스의 얼음 지각 아래에는 액체 상태의 바다가 있는 것으로 생각되고 있습니다. 이 바다는 외계 생명체를 탐사하려는 과학자들에게 주요 목표가 되고 있습니다. 하지만 수십 km의 얼음 지각 아래를 뚫고 내려가 깊은 바다를 탐사하는 일은 상당한 기술적 도전입니다.

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이 과제에 도전하는 나사 제트 추진 연구소 (JLP)의 과학자들은 SWIM (Sensing with Independent Micro-swimmers) 자율 항해 로봇을 개발하고 있습니다. SWIM의 목표는 유로파의 두꺼운 얼음 지각을 뚫을 수 있는 튜브형 탐사선에 넣을 수 있는 소형 무인 잠수정으로 가능하면 12cm 길이의 초미니 잠수정을 목표로 하고 있습니다. 튜브 자체를 크게 만들 수 없다보니 작은 미니 잠수정을 여러 대 투입하는 것을 목표로 한 것입니다.

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현재 JPL의 과학자들이 만든 프로토타입은 이보다 커서 길이 42cm에 무게는 2.3kg에 달합니다. 이 미니 로봇 잠수정은 23m 길이의 풀장에서 자율적으로 항해하면서 기술적 타당성을 검증하고 필요한 시스템을 개발하는데 필요한 정보를 제공하고 있습니다.

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(A prototype of a robot designed to explore subsurface oceans of icy moons is reflected in the water’s surface during a pool test at Caltech in September. Conducted by NASA’s Jet Propulsion Laboratory, the testing showed the feasibility of a mission concept for a swarm of mini swimming robots. Credit: NASA/JPL-Caltech)

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(SWIM)

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화살촉처럼 생긴 미니 로봇은 짧은 거리를 이동할 수밖에 없습니다. 배터리를 많이 넣을 순 없기 때문입니다. 하지만 반대로 크기를 키우면 튜브에 넣기가 힘들어집니다. 이런 점을 생각하면 세모 모양보다는 어뢰 같은 원통형이 제일 유리하지 않을까 생각하는데, JPL의 엔지니어들은 빠른 속도를 더 먼저 염두에 둔 것으로 보입니다.

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다만 이 디자인은 최종 확정된 것이 아니며 현재는 개념 연구 단계에 있습니다. 또 현실적으로 두꺼운 얼음 지각을 뚫을 수 있는 방법을 확보하는 게 먼저라 가까운 시일 내에 실제 유로파로 미니 잠수정을 발사할 수 있을 것 같지는 않아 보입니다.

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하지만 언젠가 인류가 만든 잠수정이 유로파의 바다를 탐사하는 날이 올 것으로 기대합니다.

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참고

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https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-ocean-world-explorers-have-to-swim-before-they-can-fly/

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https://www.nasa.gov/general/swim-sensing-with-independent-micro-swimmers/

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