일본이 거대한 태양광 돛을 단 우주 탐사선 개발에 나섰다. 이 탐사선은 지구에서 7억7800만㎞나 떨어진 혜성 탐사에 투입된다. 먼 거리를 왕복하는 에너지를 얻기 위해 태양광 돛을 활용한다.
일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 목성의 트로이 소행성군 탐사에 사용될 프로토타입 `솔라 세일(Sola Sail)` 개발 과정을 공개했다. 탐사선은 2500㎡ 면적의 거대한 태양광 돛을 장착한 게 특징이다. 돛은 3만개의 태양전지 패널로 구성됐다.
돛에 사용되는 필름은 10마이크로미터(㎛) 두께의 폴리이미드로 제작됐다. 일반적인 전자기기에 사용되는 절연·내열성 재료와 비슷한 소재다. 돛 중앙에는 탐사선 본체 프로브와 결합할 수 있는 구멍을 뚫었다.
태양광 돛을 단 탐사선은 트로이 소행성군 물질 분석에 투입된다. 이 소행성군은 목성과 공전 궤도를 공유한다. 탐사선은 2020년 발사돼 시료를 채취한 후 2050년 지구로 귀환할 예정이다. 연구진은 이번 연구가 태양계 형성 과정을 이해하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다.
문제는 왕복 거리다. 지구에서 이 혜성까지의 거리는 7억7800만㎞다. 지구와 태양 사이 거리의 5.2배다. 이 거리를 왕복하려면 효과적인 에너지 공급 전략이 필요했다. 우선 태양 에너지를 최대한 활용한다.
이번 태양광 돛은 지난 2010년 일본에서 시도됐던 것보다 10배 이상 크다. 2010년 `이카로스` 프로젝트에 투입된 돛은 면적이 196㎡였다. 탐사선에는 고효율 이온엔진도 함께 장착한다. 트로이 소행성군은 태양에서 멀리 떨어져 있다. 목표 지점에 다가갈수록 태양광이 약해질 수밖에 없다. 이온엔진이 이 구간 항해를 보완한다.
마쓰모토 준 JAXA 연구원은 “우주의 매력은 수많은 미지에 있고, 이번 연구는 우리 스스로 비밀을 푸는 도전”이라며 “어린이들에게 누구도 탐험하지 않은 곳을 목표로 삼는 어른이 있다는 사실을 보여주고 싶다”고 말했다.
송준영기자 songjy@etnews.com