NASA 무인 헬기, 화성서 날았다…지구 밖 행성 첫 동력비행

김민수 동아사이언스 기자 입력 2021-04-19 21:10수정 2021-04-19 23:59
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붉은 행성 화성 표면을 탐사하고 있는 탐사 로버 ‘퍼시비어런스(왼쪽 아래)’와 화성 상공을 날고 있는 무인 헬기 ‘인저뉴이티’의 상상도. NASA 제공.
화성 하늘에서 인류가 만든 헬기가 처음으로 날아올랐다. 1903년 라이트 형제가 12초간 동력 비행을 한 지 118년만에 지구가 아닌 다른 행성에서 이뤄진 첫 동력 비행이다.

미항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)는 19일 오후 7시 53분(미국 동부시간 오전 6시 53분) “무인 화성 탐사 로버 ‘퍼시비어런스’에 실린 소형 무인 헬리콥터 ‘인저뉴이티’가 첫 비행에 성공했다”며 “목표였던 고도 3m에서 30초 동안 제자리에서 비행하는 데 성공했다”고 공식 확인했다. 실제 비행 테스트는 이날 오후 4시 30분에 이뤄졌지만 현재 지구에서 약 2억7840만km 떨어진 화성에서 보내온 무선 데이터를 전달받는 데 다소 시간이 소요됐다.

화성 무인 헬기 ‘인저뉴이티’가 19일 첫 제자리 비행에 성공하고 고도 3m에서 자신의 그림자를 직접 촬영했다. NASA 제공.
인저뉴이티는 당초 11일(미국 시간) 30초간 역사적인 첫 비행을 추진하려고 했다. 그러나 비행에 앞서 진행된 날개 고속 회전 시험에서 문제가 발생해 일정이 연기돼 이날 역사적인 첫 비행 테스트가 이뤄졌다.

앞서 한국 시간으로 2월 19일 NASA의 화성 탐사 로버 ‘퍼시비어런스’의 아래쪽에 실려 화성에 도착한 인저뉴이티는 무게 1.8㎏, 높이 49㎝에 길이 1.2m 회전 날개 두 개를 장착하고 있다.

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화성의 대기 밀도는 지구의 100분의 1 수준에 불과해 비행체가 날기 위해서는 지구에서보다 더 많은 동력이 필요하다. 인저뉴이티는 탄소 섬유로 만들어진 2개 날개가 서로 반대 방향으로 보통의 헬기보다 약 8~10배 빠른 속도인 분당 최대 2537번씩 회전한다. 이를 통해 공중으로 몸체를 띄우는 양력을 만들어 희박한 대기 조건을 극복했다.

인저뉴이티는 이번 첫 비행 시험 성공 후 30일 동안 총 5차례 비행 시험에 나선다. 첫 비행에서는 고도 3m까지 날아올랐지만 이후 시험에서는 고도 5m, 반경 90m까지 비행 범위를 넓힌다. 최대 이동 가능 반경은 300m이지만 비행시험에선 반경 90m를 비행하는 게 목표다.

미미 엉 인저뉴이티 프로젝트 매니저는 “우리의 도전에는 항상 불확실성이 있지만 오늘과 같은 결과가 도전을 매우 흥미롭고 보람있게 만드는 이유”라며 흥분을 감추지 않았다.

인저뉴이티는 화성 대기 환경에서 비행하는 데 필요한 기술과 데이터를 입증하는 게 목표다. 이를 토대로 향후 화성에서 비행할 수 있는 다른 비행체를 설계할 수 있다. 특히 기존의 화성 궤도선이나 지면의 탐사 로버가 보내오는 데이터와는 다른 탐사 데이터를 확보할 수 있게 될 것으로 기대된다. 화성 표면을 움직이는 로버가 가지 못하는 지형이 험난한 곳을 탐사하거나 화성 궤도를 도는 궤도선보다 낮은 고도에서 상세하게 탐사할 수 있는 길이 열릴 수 있기 때문이다.

김민수 동아사이언스 기자 reborn@donga.com
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