달 탐사 정전기 사고 막아라…NASA, 2억 원 걸고 아이디어 공모 [우주로 간다]

미국 항공우주국(NASA)이 달 탐사 임무 중 우주비행사와 주요 장비가 정전기 방전으로 피해를 입는 것을 막기 위한 아이디어 공모에 나섰다고 우주과학 전문매체 스페이스닷컴이 13일(현지시간) 보도했다.

NASA는 달에서 우주비행사의 우주복에 전하가 축적돼 위험한 방전을 일으키는 상황을 막기 위해 ‘루나 그라운딩 챌린지(Lunar Grounding Challenge)’를 시작했다. 총상금은 15만 달러(약 2억원)이며, 참가 신청 마감은 내년 1월 15일이다.

NASA가 달 표면을 걷는 우주비행사들이 우주선에 실수로 불꽃을 일으키는 것을 방지할 방안을 모색 중이다. (사진=NASA)

NASA는 1972년 아폴로 17호 이후 처음으로 유인 달 착륙을 시도하는 아르테미스 프로그램을 통해 2028년 달 남극에 우주비행사를 보내는 것을 목표로 하고 있다.

하지만 달 표면에서는 정전기가 우주비행사와 탐사 장비에 위협이 될 수 있다. NASA의 시뮬레이션에 따르면 두 물체가 접촉하거나 마찰하면서 전하가 이동하는 ‘마찰 대전’과 주변 플라스마 환경에 의해 발생하는 대전 현상 모두 우주복에 전하를 축적시킬 수 있다.

NASA는 특히 달의 그림자 지역이나 태양빛이 거의 닿지 않는 깊은 크레이터 내부의 영구 음영 지역에서 이러한 문제가 더욱 심각해질 수 있다고 설명했다.

문제는 우주복에 축적된 전하가 우주비행사가 착륙선으로 돌아갈 때 위험한 방전을 일으킬 수 있다는 점이다. 우주복에 전자가 과도하게 축적되면 음전하를 띠게 되는데, 상대적으로 양전하를 띤 착륙선에 접근할 경우 전기적 방전이 발생할 수 있다.

NASA는 강한 음전하를 띤 우주비행사가 착륙선에 접근하면 문제가 발생할 수 있다고 경고했다. 전하가 순간적으로 이동하면서 발생하는 전기 아크는 우주복을 손상할 수 있으며, 스파크는 우주선 내부의 산소가 풍부한 환경에서 화재를 일으킬 위험도 있다.

이에 NASA는 우주비행사가 이른바 ‘걸어 다니는 고전압 콘덴서’가 되는 상황을 방지할 기술적 해법을 찾고 있다. 과거 화성 탐사 시뮬레이션에서도 전기 관련 문제로 임무 계획이 중단된 사례가 있어, 우주 환경에서 정전기를 안전하게 관리하는 기술의 중요성이 커지고 있다.

이번 공모의 핵심 목표는 우주비행사가 착륙선에 접촉하기 전에 우주복에 축적된 전하를 안전하게 방출할 수 있는 장치를 설계하는 것이다. NASA는 달 표면의 극심한 온도 변화에도 작동하는 소형 장치를 요구하고 있다. 또한 해당 장치는 최대 10일간 진행되는 임무에서 최대 4회의 우주 유영을 지원할 수 있어야 한다.