브랜드이모티콘 위성도 초고속 무선 충전?…내년 지구 궤도에 등장할 신기한 ‘이 기술’

이상학 0 5 00:37

브랜드이모티콘 # 창밖으로 달이 보이는 우주선 안. 이곳에는 어둠과 적막이 가득하다. 우주비행사 3명은 겨드랑이에 손을 꽂은 채 몸을 잔뜩 움츠리고 있다. 입에서는 숨 쉴 때마다 하얀 입김이 흘러나온다. 너무 추워서 생기는 일이다.
원래 우주선 내부는 쾌적한 온도가 유지된다. 우주선 내부가 이렇게 춥다는 것은 영하 200도까지 떨어지는 우주의 냉기 일부가 우주선 벽을 타고 넘어 내부로 전해진다는 뜻이다. 말이 안 되는 상황이다.
이런 일이 일어난 이유는 우주선 외부 장치에서 폭발이 발생했기 때문이다. 이때 생긴 기기 손상 때문에 우주선 전력 생산이 중단됐다. 우주비행사들이 지구로 귀환하려면 필수 전자기기만 돌려야 했고, 이 때문에 우주선 내 난방 장치까지 끈 것이다. 1970년 4월, 달로 향하던 아폴로 13호에서 일어난 실화를 바탕으로 제작된 미국 영화 <아폴로 13> 줄거리 일부다.
결국 우주 비행사들은 영화나 현실에서 모두 지구로 귀환했다. 하지만 만약 스스로 전력을 만들 수 있는 태양 전지판이 아폴로 13호 동체에 붙어 있었다면 이들은 추위에 떨지 않아도 됐을까. 확신하기 어렵다.
현재 태양 전지판은 지구 궤도를 도는 인공위성 대부분이 붙이고 있는데, 일반적인 중·소형 위성에서 만드는 전력은 가정용 전자레인지 1~2대를 돌릴 수준에 그친다.
현재로서는 외부에서 위성에 전력을 공급할 방법이 있는 것도 아니다. 우주에서 전깃줄을 연결하는 일 자체가 가능하지 않아서다. 그런데 최근 이런 고민에 대한 참신한 해답이 나왔다. 위성이 지금보다 최대 10배 많은 전력을 생산할 방법이 고안된 것이다.
지난달 미국 우주기술 회사인 스타 캐처 인더스트리는 위성에 장착되는 태양 전지판에 특수한 광선을 쏴 전력 생산 능력을 높이는 실험에 성공했다고 공식 자료를 통해 밝혔다. 실험 장소는 플로리다주 미 항공우주국(NASA) 소재 케네디우주센터 야외였다.
캄캄한 어둠 속에서 태양 전지판이 이 광선을 맞고 생산한 전력은 1.1㎾(킬로와트)다. 스타 캐처는 전송 거리에 대해 자세한 설명을 하지는 않았다. 다만 사진으로 공개한 실험 장면을 보면 광선이 발사돼 수신된 지점 사이 거리는 수㎞ 수준일 가능성이 크다.
이 실험은 그저 평범한 이벤트가 아니었다. 지구 궤도를 도는 위성 운영 방식을 완전히 바꿀 강력한 잠재력을 지닌 시도였다.
현재 인류가 운영하는 인공위성은 모두 ‘알아서’ 전기를 생산한다. 자가발전만 가능하다는 뜻이다. 위성 동체에 날개처럼 붙은 태양 전지판을 이용해 스스로 전기를 만들어야 한다.
우주에는 위성 외부에서 전력을 공급할 방도가 없기 때문이다. 전깃줄을 연결할 수도 없고, 배터리를 새것으로 교체하는 기술도 현재로서는 존재하지 않는다.
이번에 스타 캐처가 제시한 기술은 이런 한계를 깨뜨리는 것이 목표다. 스타 캐처는 자신들이 만든 기술을 ‘광학 전력 광선’이라고 불렀다.
이 기술의 핵심은 보통 햇빛을 ‘정제’해 태양 전지판이 전력을 만들기에 딱 좋은 파장의 빛만 골라내는 것이다. 그리고 이를 강력한 광선 형태로 ‘농축’한 뒤 지구 궤도에 떠 있는 다수 위성의 태양 전지판을 향해 쏘는 것이다.
스타 캐처는 공식 자료를 통해 “각 위성은 기존 태양 전지판을 개조하지 않고도 광선을 받을 수 있다”고 설명했다. 위성들은 그저 평소대로 태양 전지판을 펼쳐 두기만 하면 된다. 가공을 거치기는 했지만 광선의 본질이 여전히 햇빛이기 때문에 생기는 장점이다. 새 기술 실현에 들어가는 비용과 시간을 절약할 수 있다.
이 기술이 상용화했을 때 나타날 상황은 놀랍다. 광선을 맞은 위성의 태양 전지판은 보통 햇빛에 노출됐을 때보다 2~10배 많은 전력을 만들 것으로 스타 캐처는 전망했다.
이를 통해 위성은 내부 전자기기를 돌릴 전력을 쉽고 빠르게 확보할 수 있다. 위성을 초고속 무선 충전기에 꽂힌 스마트폰처럼 만들 수 있는 것이다. 사람에 비유하자면 귤과 같은 과일이 아니라 공장에서 만든 알약을 먹어 비타민C를 다량 섭취하는 격이다.
스타 캐처는 내년에 이 광선을 지구 야외가 아니라 우주에서 발사할 예정이다. 본격적인 현장 시연에 나서는 것이다. 큼지막한 거울을 닮은 시설물을 지구 궤도에 띄운 뒤 햇빛을 농축해 광선을 만들고, 이를 주변 위성에 손전등 불빛처럼 쏘려는 계획을 세웠다.
이 기술이 상용화하면 인공지능(AI)을 위성에 탑재하는 최근 흐름에 속도가 붙을 것으로 전망된다. AI는 위성이 카메라로 꼭 찍어야 할 지상 표적을 자동 추적하거나 촬영한 사진 중 품질이 낮은 것을 알아서 걸러낼 수 있다. 위성 운영 효율을 올리는 수단이다.
스타 캐처는 “AI 장비를 위성에서 사용하려면 전력이 많이 필요하다”고 했다. 현재는 전력 소모량이 많은 최신 그래픽처리장치(GPU)는 위성에 다량 탑재하기 어렵지만, 고농축 햇빛을 광선으로 만들어 각 위성에 쏴 주는 기술로 돌파구를 열 수 있을 것으로 보인다.
이번 기술은 위성 외에 다른 곳에서도 쓰일 수 있다. 대표적으로 꼽히는 장소는 달 기지다. 스타 캐처는 “달에서는 매달 2주 동안 연속으로 밤이 이어지고 빛이 영구적으로 들지 않는 지역도 있다”며 “이런 장소에서 각종 탐사 장비가 에너지를 잘 생산하도록 도울 수 있을 것”이라고 밝혔다.
계룡산국립공원에 생태탐방원이 문을 연다.
국립공원공단은 다음달 2일 계룡산생태탐방원을 개원한다고 30일 밝혔다.
생태탐방원은 생태탐방과 환경교육, 자연체험을 결합한 체류형 생태관광 시설이다.
충남 공주시 반포면 계룡산국립공원 내 2만7000㎡ 부지에 조성된 계룡산생태탐방원은 지상 2층 규모의 본관과 9개동 17실의 생활관, 강당, 강의실, 체험실 등을 갖추고 있다.
계룡산생태탐방원에서는 동학사, 갑사, 신원사 등 고찰과 보물로 지정돼 있는 중악단 등 다양한 역사·문화·자연자원과 연계한 생태탐방을 할 수 있다.
주변 관광명소 탐방과 함께 도예·문학·미술 등 지역의 예술인·단체와 연계한 탐방 프로그램도 운영될 예정이다.
계룡산생태탐방원은 시범운영을 거쳐 내년 2월부터 정식 운영된다. 내년 1월부터 국립공원공단 예약시스템 홈페이지를 통해 정식 이용 예약을 받을 예정이다.
조두행 계룡산생태탐방원장은 “계룡산은 예로부터 풍수의 명산으로 불렸고, 자연과 문화를 동시에 감상할 수 있는 중부권을 대표하는 국립공원”이라며 “다양한 문화·예술 프로그램을 연계하면서 생태탐방원이 자연체험과 환경교육 공간으로 자리잡도록 할 것”이라고 말했다.
블루투스 마이크의 앞면과 옆면 사이를 벌려 좁은 틈에 납작한 도구를 밀어 넣자, 전원 버튼이 눌리며 본체에 파란 불이 켜졌다. 낡았지만 아직 작동이 가능해 보였다. 전원을 끄고 다시 분해를 시작했다. 헤라(벽지나 페인트, 껌 등을 떼어낼 때 쓰는 납작한 도구)로 앞판을 들어 올리고, 안쪽 부품을 하나씩 뜯어냈다.
마이크는 15개의 나사, SD카드, 스피커 진동판, 회로 기판, 리튬이온 배터리, 전선, 플라스틱과 철제 프레임 조각들로 완전히 해체됐다. 기자가 작은 부품들과 씨름하는 동안, 옆에서 다른 교육 참여자들은 드라이버와 전동드릴을 들고 보풀제거기·손 안마기·게임기·컴퓨터 본체를 분해하고 있었다.
지난달 20일 서울 성동구에 있는 서울도시금속회수센터(SR센터)를 찾았다. 25개 자치구의 폐전자기기의 종착지다. 서울시민들이 버린 전자기기 중 냉장고, 세탁기와 같은 대형 전자제품은 제조사에서 수거하고, 선풍기·카메라·청소기·컴퓨터·휴대폰·노트북 같은 중소형 전자제품은 SR센터로 온다. 쓸모를 다한 것 같았던 기기들은 구리, 고철, 폐플라스틱 등 자원으로 재탄생한다. 센터에서는 폐가전이 자원이 되는 과정을 살펴보고, 직접 분해하는 체험을 해볼 수 있었다.
폐전자기기를 실은 대형트럭이 센터에 도착했다. 지게차가 철제컨테이너를 기울여 그 안에 담긴 폐기물을 야외 선별장 바닥에 쏟아냈다. 선별장 작업자들은 폐기물 더미를 뒤적이며 물건을 골라냈다. 전자레인지는 전자레인지끼리, 청소기는 청소기끼리, 프린터는 프린터끼리, 배터리가 들어있는 건 배터리가 들어있는 것끼리 모아 마대 자루에 넣었다. 바로 파쇄할 물건과 분해가 필요한 물건을 1차로 나누는 작업이다.
분해가 필요한 물건들은 내부작업장으로 보내졌다. 작업자들이 전동드라이버 등 장비를 사용해 전자기기를 한 땀 한 땀 해체했다. 해체된 전자기기들은 전자회로기판, 필름, 플라스틱, 금속류, 전선 등으로 나뉘었다. 부피가 큰 부품들은 컨베이어벨트를 따라 이동하며 분쇄됐다. 선별 작업 마지막 단계에서 자력선별기와 수선별 공정을 거쳐 고철과 비철, 플라스틱 등 소재에 따라 분류됐다. 자루에 담긴 최종 결과물은 센터에서 재활용되거나, 전문 재활용업체로 보내진다.
지난해 SR센터에 입고된 폐전기·전자제품은 총 4001t이다. 평균적으로 한 달에 300t, 하루에 10t가량의 전기·전자제품이 처리됐다. 서울시에 따르면 이중 3440t(86%)이 고철, 알루미늄, 구리 등 자원으로 재활용됐다. 나머지 557t(14%)은 고형연료(SRF)로 만들어져 열에너지로 회수됐다.
SR센터는 2009년 ‘도시광산’ 프로젝트의 일환으로 문을 열었다. 금 광산을 1t 채굴하면 평균 4ｇ의 금을 채취할 수 있지만, 휴대전화 1t을 분해하면 약 280ｇ의 금과 1.5㎏의 은, 각종 희토류 등 광물을 회수할 수 있다. SR센터는 지금까지 약 5만t의 폐전자기기를 자원화했다.
버려지는 가전제품의 종류와 양은 해마다 늘고 있다. SR센터를 운영하는 에코시티서울의 정유경 대리는 “최근에는 가정용 손마사지기, 다리 마사지기 같은 뷰티용품이 많이 들어오는 것 같다”고 말했다. 전자담배, 손풍기, 자동센서 쓰레기통 등 배터리가 든 소형가전들은 점점 다양해지는 추세다.
내년에 센터는 더 바빠질 것으로 보인다. 현재는 냉장고, 세탁기, TV 등 중대형 가전제품 50종만 생산자책임재활용제도(EPR) 적용을 받고 있으나, 내년부터는 모든 가전에 대해 EPR이 의무화된다. 의류건조기, 의류케어기기(스타일러), 휴대용 선풍기(선풍기), 무선 블루투스 이어폰, 전동킥보드, 드론 등도 재활용 대상 품목이 된다. 기후에너지환경부는 EPR 확대를 통해 유가금속과 플라스틱의 자원화 등을 통해 연간 2000억원에 달하는 환경·경제적 편익이 발생할 것으로 기대한다.
이날 교육에서 ‘수리상점 곰손’의 성연 활동가는 “SR센터에는 금속 등 자원으로 재활용될 물건이 아니라 다시 쓰여야 할 물건들도 온다”고 말했다. 센터에 오면 전부 분해되는 과정을 거쳐서 재활용이 되기 때문에, 배터리만 교체하거나 조금만 고쳐서 쓸 수 있는 물건들은 센터에 오기 전에 걸러지는 것이 좋다. 성연 활동가는 “(이 물건들이) 먼저 걸러져야 자원 순환이 완성된다”며 “물건을 고쳐서 오래오래 쓰는 ‘수리권’에도 많은 관심을 가져달라”고 말했다.

Comments

이전 다음 목록 답변 글쓰기