태양계 이야기 1163 - 회전초에 영감을 받은 화성 로버

(Field tests with the Tumbleweed Science Testbed in a quarry in Maastricht in April 2025. Credit: Team Tumbleweed/Sas Schilten)

서부 영화에 종종 등장하는 식물 중 하나가 회전초 (tumbleweeds) 입니다. 둥글게 말려서 말없이 바람에 의해 이동하는 모습이 오히려 긴장감을 고조시킵니다. 그런데 일부 과학자들은 전혀 엉뚱한 곳애 회전초를 응용하려고 시도하고 있습니다. 바로 화성입니다.

(The truth about tumbleweed | BBC Global)

텀블위드 팀을 이끄는 제임스 킹스노스 (James Kingsnorth, Head of Science at Team Tumblewee)와 동료들은 지름 5미터 정도의 텀블위드 로버를 유로풀래닛 과학 합동 학회의 행성 과학 부분 (Joint Meeting of the Europlanet Science Congress and the Division for Planetary Sciences (EPSC-DPS))에 공개했습니다.

화성의 대기 밀도는 지구의 1%에 지나지 않지만 그래도 생각보다 강한 바람이 불어 행성 전체를 모래 폭풍으로 덮을 수 있습니다. 표면 중력이 지구의 1/3인 것도 바람에 날리기 쉬운 조건입니다. 이 모래 폭풍은 로버의 태양광 패널을 덮고 시야를 흐리게 해 화성 탐사의 장애물로 인식되어 왔습니다. 그런 바람을 이용해 움직이는 로버는 역발상 아이디어일 뿐 아니라 의도대로만 된다면 획기적인 방법이 될 수 있습니다.

회전초 로버는 둥근 철사 모양의 구조물로 화성 표면을 굴러다닙니다. 물론 그것만으로는 바람의 힘을 충분히 받을 수 없기 때문에 안쪽에 얇은 막으로 된 바람 개비 같은 구조물이 있어 이를 이용해 움직일 수 있습니다. 화성의 대기 밀도와 같은 조건에서 축소 모델로 풍동 실험을 해본 결과 초속 9-10m 정도의 강풍이 불면 이동이 가능한 것으로 나타났습니다.

이런 바람이 항상 불진 않지만, 일단 바람을 타고 이동하기 시작하면 현재 화성에 있는 어떤 로버보다 빠르게 이동이 가능하며 에너지도 필요하지 않습니다. 심지어 화성에서는 경사 30도의 오르막길도 타고 올라갈 수 있는 것으로 나타났습니다. 연구팀의 추정으로는 100 화성일 동안 422km를 움직일 수 있으며 최상의 조건에서는 2,800km 이동이 가능합니다.

물론 이동 방향을 조절하기 힘들고 무게 대비 부피가 큰 만큼 화성으로 실어 보내는 게 문제가 될 순 있지만, 기발한 아이디어임은 분명해 보입니다. 회전초 로버는 화성 표면을 빠르게 이동하면서 정보를 수집하고 망가지거나 철사가 끼어서 더 이상 움직이지 못하게 되면 그 장소에서 일종의 고정식 기지 역할을 하면서 데이터를 수집할 수 있습니다.

실제로 회전초 로버가 화성 표면에서 움직일 수 있을지 궁금합니다.

참고

https://phys.org/news/2025-09-tumbleweed-rover-technology-mars-exploration.html

James Kingsnorth et al, Preliminary Feasibility Assessment of the Tumbleweed Rover Platform and Mission using the AU Planetary Environment Facility, EPSC Abstracts (2025). DOI: 10.5194/epsc-dps2025-1775

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