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우주서 지상 군대에 전기공급?...'우주 송전 실험' 성공할까

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 13회 작성일 21-05-02 16:27

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(위)우주에서 태양광으로 만든 전기를 지표면에 마이크로파 형태로 전송할 예정인 우주 발전소의 상상도. 오는 2024년 미국 공군 주도로 실험이 진행된다. 미 공군연구소(AFRL) 제공

(아래)우주에서 생산된 전력이 마이크로파로 바뀌어 지상 군 기지에 수신되는 상상도. 발전기 작동을 위한 유류 보급이 필요 없고, 험한 지형에서도 필요할 때 즉시 전력을 공급 받을 수 있다. 미 공군연구소(AFRL) 제공

무기를 가리킬 때 흔히 ‘총칼’이라는 표현을 쓴다. 실제로 고대에서 중세까지 병사들은 전투에 나서기 전 칼날을 날카롭게 벼리는 일에 몰두했고, 근대 이후 병사들은 탄환이 잘 발사되도록 총을 닦는 일을 게을리하지 않았다. 그만큼 총칼은 자신을 지키고 적을 제압하기 위한 중요한 수단이었다. 하지만 현대전에서 승패를 가르는 무기는 컴퓨터가 된 지 오래다. 일례로 육군의 전통적인 무기인 야포를 운용하는 데에도 컴퓨터는 필수다. 포탄이 비행할 기상 환경, 아군과 적군의 위치 등을 정확하고 신속하게 종합 계산한 결과가 포구(砲口) 방향을 결정 짓는다. 그런데 컴퓨터를 작동하려면 전기가 꼭 있어야 한다. 야전에선 발전기와 이를 돌리기 위한 석유가 필수라는 얘기다.

■우주에 ‘투명 송전선’ 추진

지난주 미국 과학매체 스페이스닷컴은 오는 2024년 미국 공군연구소(AFRL)가 도전적인 실험을 시행할 것이라고 전했다. 우주에서 햇빛으로 만든 전기를 마이크로파, 즉 전파 형태로 바꿔 지표면을 향해 쏘는 ‘우주 태양광 발전소’ 실험에 들어갈 예정이라는 것이다.

지금도 지구 궤도의 인공위성은 태양 전지판으로 전기를 만들어 쓴다. 하지만 이렇게 만든 전기를 수백~수만㎞ 떨어진 지구 지표면으로 전송하는 건 완전히 다른 문제다. 전깃줄을 늘어뜨려 그렇게 먼 거리로 전기를 보내는 건 불가능하다. 미 공군이 눈에 보이지 않는 전깃줄, 즉 마이크로파를 쓰기로 한 이유다. 마이크로파는 극초단파 영역인데 대기권의 비나 구름에 방해를 받지 않고 전기를 지상에 효율적으로 전송할 수 있는 일종의 화물열차다. 우주는 태양광으로 전기를 만들기에 최적의 환경이다. 지구 지표면에 도달하는 태양에너지는 1㎡당 평균 300와트(W)인데, 우주에서는 4배가 넘는 1360와트(W)다. 햇빛을 막는 대기가 없기 때문이다.

■‘보급로 공격’ 걱정 사라져

미 공군은 왜 하필 우주에서 전기를 전송받으려는 걸까. 안전하고 빠르기 때문이다. 미 공군은 “전방 기지에 전기를 지속적으로 공급하는 건 위험한 작전”이라며 “이를 위한 보급 라인은 적의 주요 공격 목표”라고 설명했다. 발전기를 돌리기 위한 석유를 전시에 적에게 노출하지 않고 수송하는 일은 쉽지 않다는 얘기다. 어렵게 보급된 석유가 있어야만 돌아가는 발전기에 의존하지 않고, 필요할 때마다 우주에서 순식간에 내리꽂히는 전기를 전장에서 공급받는다면 군수 체계에서 결정적인 이점이 생길 거라는 전망이다.

특히 미국은 최근 전기차를 군대에 도입하려는 움직임을 보이고 있다. 전기차는 조용하기 때문에 적에게 발각될 위험이 적고, 순간적인 가속력이 좋아 신속하게 위험 지대를 이탈할 수 있다. 부품은 내연기관차보다 적어 정비가 상대적으로 쉽다. 강력한 출력과 긴 주행거리를 지닌 모델은 앞으로 더 많아질 가능성이 높다. 전기 군용차가 광범위하게 보급된다면 우주 태양광 발전소의 가치는 더 커지게 된다.

우주에서 생산된 전력이 마이크로파로 바뀌어 지상 군 기지에 수신되는 상상도. 발전기 작동을 위한 유류 보급이 필요 없고, 험한 지형에서도 필요할 때 즉시 전력을 공급 받을 수 있다. 미 공군연구소(AFRL) 제공


■민간서 기저발전 역할 기대

우주에서 만든 전기를 사용하려는 연구는 민수 부문에서도 활발하다. 미국의 경우 미국항공우주국(NASA)이 1990년대 후반부터 구체적인 움직임에 나선 데 이어 2014년 민간기업 솔라렌은 우주에서 전력을 생산하면 특정 에너지기업에 공급하는 계약을 체결하기까지 했다. 중국도 2030년에는 1메가와트(㎿)급, 2050년에는 원자력발전소 한 기와 맞먹는 1000메가와트(㎿)급 우주 태양광 발전소를 건설한다는 계획이다.



지난주 미국 과학매체 코스모스 매거진에 따르면 소형 우주 태양광 발전소를 5년 안에 지구 저궤도에 띄우려는 호주 기업 ‘솔라 스페이스 테크놀로지’는 “탄소 배출 없이 전기를 생산하고 수천 개의 고급 일자리를 만드는 산업의 토대가 될 것”이라고 자국 의회에 제출한 보고서에서 밝혔다. 이상화 한국전기연구원 박사는 “우주 태양광 발전소의 가장 큰 장점은 지구 어디든 빠르게 전기를 보낼 수 있는 것”이라며 “재난지역 같은 곳에도 쉽게 전력을 공급할 수 있을 것”이라고 말했다. 이 박사는 또 “24시간 일정하게 전기를 만들 수 있어 전력 생산량의 밑바탕인 ‘기저 발전’ 역할도 맡을 수 있을 것”이라고 설명했다.



원문보기:
http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=202105021519001&code=610101#csidx50012374265a7b9880a450a38ebdc12

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