달 먼지와 오래된 위성으로 달에서 연료 만든다 [우주로 간다]

달 표면에서 직접 채취한 토양으로 우주인들이 달에서 거주하는 데 도움이 되는 연료를 만드는 기술이 개발됐다.

우주과학매체 스페이스닷컴은 14일(현지시간) 캐나다 워털루 대학 신흥에너지 연구소(EER) 연구진들이 달 표면 최상층에 있는 토양과 먼지로 이루어진 달의 표토(regolith)를 현지에서 가공해 에너지를 생산할 수 있는 방법을 연구 중이라고 보도했다.

달 표면에 실험 장비를 배치하는 아르테미스 3호 우주비행사를 상상한 이미지 (사진=NASA)

이번 연구 결과는 ‘달 표토의 활용 및 처리’와’ 달에 있는 장비의 열원으로 표토를 사용하는 방법’에 관한 두 가지 개별 연구로 작년 말 국제우주연맹(International Astronautical Federation)에서 발표됐다.

"달의 표토에는 산소가 포함된 금속 먼지가 많이 포함되어 있다"며, "이미 산소가 포함되어 있기 때문에 대기 중 산소 없이도 이를 활용해 열 에너지를 생산할 수 있다. 이를 ‘테르밋 반응’이라고 하는데, 산소가 없는 우주에서 유용하다"고 최근 해당 연구의 수석 저자인 코너 맥로비(Connor MacRobbie)는 성명을 통해 밝혔다.

연구진들이 달 환경을 모방한 연소실에서 모의 표토로 에너지를 만드는 방법을 실험했다. (이미지 출처: 워털루 대학교)

연구진은 실제 달 토양과 유사한 특성을 가진 모의 표토를 사용하여 다양한 연료와 산화제 조합을 테스트해 난방 및 제조와 같은 다양한 우주 기반 응용 분야에서 테르밋 반응을 최적화하는 데 성공했다. 이번 실험은 달 환경을 모방하도록 설계된 연소실에서 진행됐다.

"이번 연구 결과는 달 표토가 달 개발의 원동력이 될 수 있음을 보여주며, 인간이 달 표면을 탐사하고 거주할 수 있게 해준다"며, "현재 캐나다 및 국제 연구진들과 협력하여 현장 자원 활용을 촉진하고 순환 우주 경제를 지원하기 위해 달 표토에서 금속 및 기타 유용한 물질을 더 잘 추출하고 자동화된 프로세스를 설계하기 위해 지속적으로 노력 중이다"고 LEER 책임자이자 이번 연구의 공동 저자 존 웬(John Wen)은 밝혔다.

이를 위해 연구원들은 달의 표토와 함께 폐기된 위성의 알루미늄을 사용하여 열을 생성하는 테르밋 반응을 생성하는 방법도 연구했다. 위성 물질을 재활용하여 연료원을 만드는 것은 달 기반 시설을 구축하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 지구와 달 주위의 궤도에 쌓이는 우주쓰레기 문제를 완화하는 데도 도움이 된다.

맥로비는 “우리 연구는 공상과학 소설을 현실로 바꾸고 있다”며, "우리 목표는 달과 그 너머에 지속 가능한 인간 정착을 가능하게 하는 인프라와 기술을 구축하는 데 도움을 주는 것"이라고 밝혔다.