(부산=연합뉴스) 조정호 기자 = 국립부경대학교는 재료공학전공 김종형 교수와 하버드대학교·시카고대학교 공동연구팀이 태양광만으로 공중 부양할 수 있는 초경량 나노격자구조체를 제작해 지구 대기 중간권 고도 50∼100㎞의 비행 가능성을 실험적으로 입증했다고 19일 밝혔다.
이번 연구 성과는 국제학술지 네이처(Nature)에 지난 14일 게재됐다.
지구 대기 중간권은 항공기와 기상관측 기구가 도달하기엔 너무 높고, 인공위성이 관측하기엔 너무 낮아 기존 기술로는 접근이 어려운 '기후 관측의 사각지대'로 남아있다.
이번에 개발된 자가부상 비행체는 연료 소비 없이 태양광만으로 반영구적으로 공중 부양이 가능해 향후 중간권 탐사에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
연구팀은 기계적 강도와 경량성을 동시에 확보할 수 있는 나노격자구조 기반의 설계 기법을 개발했다.
연구팀은 자체 제작한 저압 챔버에서 태양광 강도의 55% 조건, 대기압 26.7Pa(지상 약 60km 고도와 동일) 환경에서 구조체가 공중 부양하는 것을 확인했다. 이는 중간권에서 지속 비행이 가능함을 실험적으로 입증한 최초 사례다.
이 기술은 초경량 센서를 탑재해 풍속·기압·온도 등 중간권 실시간 환경 데이터를 수집해 대기 상층부 부유형 통신 플랫폼으로 활용할 수 있다. 화성과 같이 대기가 희박한 행성에서도 적용 가능성이 높아 차세대 행성 탐사 기술로 미국 항공우주국(NASA) 등에서 관심을 표하는 것으로 전해졌다.
김 교수는 "이번 연구는 나노격자구조를 단순한 실험실 소재가 아니고 실제 대기·우주 환경에서 적용할 수 있는 구조체로 발전시킨 사례"라며 "향후 통신 기능과 다양한 센서를 통합해 실시간 관측 및 행성 탐사 기술로 확장하겠다"고 말했다.
이번 연구는 하버드대, 미국 국립과학재단(NSF) 지원을 받아 수행됐다.
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