"레이저 쏴서 1.1kW 전력 공급"…원거리 무선전력 전송 기록 깼다

美 스타캐쳐 인더스트리즈, 우주 기반 전력 시스템 개발

미국 우주 기술 스타트업 ‘스타캐쳐 인더스트리즈(Star Catcher Industries)’가 원거리 무선전력 전송 분야에서 신기록을 세웠다고 과학전문매체 뉴아틀라스가 최근 보도했다.

스타캐쳐는 최근 미국 플로리다주 미 항공우주국(NASA) 케네디 우주센터에 태양광 패널 기성 부품을 활용해 1.1kW급 전력을 무선으로 전송하는 데 성공했다.

스타 캐쳐는 기록적인 양의 전력을 상용 태양광 패널에 무선으로 전송했다. (사진=스타캐쳐)

원거리 무선 전력 전송 개념은 오래전 부터 존재해왔다. 1941년 공상과학(SF) 작가 아이작 아시모프는 단편소설 ‘리즌(Reason)’에서 우주에서 태양 에너지를 수집해 마이크로파로 지구에 전력을 공급하는 아이디어를 처음 소개했다. 이후 1968년 미국 항공우주공학자 피터 글레이저는 이 개념의 기술적 근거를 제시한 논문을 학술지 ‘사이언스’에 발표했다.

이 구성은 간단했다. 태양 에너지는 지구의 위치•날씨•밤낮에 따라 수시로 변하지만, 우주 궤도에서는 거의 끊김 없이 태양광을 확보할 수 있다는 점에 착안한 것이다. 우주에 대형 태양광 집열기를 띄워 에너지를 모은 뒤 마이크로파로 변환해 지구로 전송하는 방식이다.

스타 캐쳐의 우주 전력망은 집중된 태양 에너지를 고객 위성의 기존 태양광 패널에 직접 전송해 별도의 개조가 필요하지 않는다. (사진=스타캐쳐)

최근 들어 이 개념을 실용화하려는 연구가 활발해 지고 있다. 아시모프가 상상한 거대한 집열기는 아직은 먼 미래이지만, 과학자들은 우주 공간에서 우주선 간 전력을 무선으로 전송하는 소규모 시스템을 모색 중이다. 이은 태양광 패널 크기 때문에 전력 생산에 한계가 있는 소형 위성의 한계를 극복하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

지난 6월 미 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA)은 8.6km 거리에서 30초 동안 800W의 전력을 전송하는 데 성공했다. 당시 DARPA는 레이저 빔을 지상 수신기에 초점 맞춰 보내고 거울로 반사시켜 태양광 셀에 집중시키는 방식으로 레이저를 전기로 변환했다.

이번에 스타캐처는 마이크로파 대신, 태양광 패널 배열로 전력을 받아 광학 다중 스펙트럼 레이저를 생성해 위성에 직접 조준하는 방식을 택했다. 그 결과 1.1kW로 전력 전송량을 끌어올렸다. 회사에 따르면, 기성 패널 부품만 사용해도 전력 발전량을 2~10배까지 증가시킬 수 있다.

최근 테스트에서는 다양한 태양광 패널이 활용됐다. 스타캐처 공동 창업자 겸 최고경영자(CEO) 앤드류 러시는 현재까지 6건의 전력 구매 계약을 체결했다고 밝히며, "이 계약은 시장이 우주 기반 전력 시스템을 혁신할 우리 기술의 가치와 확장성을 이해하고 있다는 것을 보여준다"고 덧붙였다.