토성 위성 ‘타이탄’ 가는 드래곤플라이, 풍동 시험 마쳤다 [여기는 화성]

향후 토성의 위성 ‘타이탄’의 하늘을 날게 될 무인 드론 탐사선 ‘드래곤플라이’(Dragonfly)의 테스트가 한창 진행 중이다.

우주과학매체 스페이스닷컴은 26일(현지시간) 토성의 달 ‘타이탄’에서 활동하게 될 미 항공우주국(NASA)의 무인 탐사 드론 드래곤 플라이가 최근 풍동 시험을 성공적으로 마쳤다고 보도했다.

타이탄 표면에 착륙한 드래곤플라이의 모습을 상상한 일러스트(출처= NASA/존스홉킨스 APL/스티브 그리벤)

타이탄은 생명의 기원에 대한 단서를 잡을 수 있는 몇 안 되는 태양계 위성 중 하나로, 드래곤플라이는 2027년 지구에서 발사돼 타이탄에서 활동하게 될 자동차 크기의 무인 드론이다.

최근 연구진은 NASA 랭글리 연구센터에서 드래곤플라이의 로터 작동을 포함해 타이탄의 대기 조건에서도 원활히 비행할 수 있는 지를 시뮬레이션하는 풍동 시험을 진행했다. 풍동 시험은 공기 중을 운행하는 물체에 작용하는 공기력, 압력, 유속 등을 평가하기 위해서 물체를 고정하고 바람을 흐르게 하는 테스트다.

켄 히바드 존스홉킨스 응용물리학 연구소(APL) 엔지니어는 "이 모든 테스트는 드래곤플라이의 타이탄 시뮬레이션 및 성능 예측에 반영된다."고 밝혔다.

NASA 랭글리 연구 센터에서 풍동 시험을 거친 드래곤 플라이의 모습. 이번에 테스트된 모델은 실제의 절반 크기로 제작됐다. (출처: 존스 홉킨스 APL/에드 휘트먼)

총 4번의 테스트가 진행됐고, 이 중 2번은 가로 4.2m, 세로 6.7m 크기의 아음속(亞音速·음속보다 조금 느린 속도) 터널에서, 2번은 약 4.8m TDT(Transonic Dynamics Tunnel)에서 진행됐다. 아음속 터널 테스트는 연구진이 개발한 유체 역할 모델을 검증하는 데 사용되며, TDT 테스트는 타이탄과 같은 무거운 대기 조건에서 드래곤플라이의 운행 능력과 컴퓨터 모델을 검증하는 데 사용된다.

"차량의 공기역학 성능을 평가하기 위해 다양한 풍속, 로터 속도 및 비행 각도에서 여러 조건을 테스트했다"며, "총 700회가 넘는 비행을 완료했다"고 연구진은 밝혔다.

또, "TDT의 무거운 가스 환경은 공기보다 밀도가 3.5배 더 높다"며, “이를 통해 타이탄과 가까운 조건에서 드론이 받게 될 압력과 하중을 잘 재현할 수 있다"고 설명했다.

잠자리 모양을 한 드래곤플라이는 모든 과학장비를 갖춘 NASA 최초의 행성 간 회전익 탐사선으로, 타이탄 표면의 지질학적 관심 지역을 수 ㎞ 비행할 수 있다.