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화성 하늘에 첫 헬기가 뜬다

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화성 하늘에 첫 헬기가 뜬다

2021.03.24 16:04
화성 헬기 인지뉴이티' 준비 돌입 이르면 8일 비행 시작
미국항공우주국(NASA)의 화성탐사 로버 ′퍼시비어런스′와 헬리콥터 ′인지뉴이티′의 모습을 담은 상상도다. NASA 제공
미국항공우주국(NASA)의 화성탐사 로버 '퍼시비어런스'와 헬리콥터 '인지뉴이티'의 모습을 담은 상상도다. NASA 제공

이르면 내달 8일 화성 하늘에서 첫 동력 비행이 시도된다. 화성에서 로켓 분사를 통한 비행은 시도됐지만 헬기나 프로펠러 항공기처럼 동력을 활용한 비행이 이뤄진 건 처음이다. 

 

지난달 18일 화성의 예저로 분화구에 착륙해 표면을 탐사중인 미국항공우주국(NASA)의 화성탐사로버 퍼시비어런스의 소형 헬리콥터 ‘인지뉴이티’가 적합한 비행장을 찾고 날아오를 준비를 시작한다.

 

NASA는 다음달 8일 이후 인지뉴이티의 비행을 시도한다고 이달 24일 밝히며 비행 시험 계획과 화성의 첫 비행장이 될 장소를 공개했다. 인지뉴이티는 무게 1.8kg에 가로 13.6 cm, 세로 19.5 cm, 높이 16.3 cm 정도로 티슈상자 만한 크기의 헬리콥터다. 탄소섬유로 만든 길이 1.2m의 날개 2개를 반대 방향으로 회전시키면서 비행을 위한 양력을 만들어 지구가 아닌 천체에서 처음으로 하늘을 나는 게 목표다.

 

퍼시비어런스는 인지뉴이티를 덮고 있던 덮개를 21일 벗겨냈다. 흑연 재질의 덮개가 화성 바닥에 떨어진 모습. NASA 제공
퍼시비어런스는 인지뉴이티를 덮고 있던 덮개를 21일 벗겨냈다. 흑연 재질의 덮개가 화성 바닥에 떨어진 모습. 바닥에 다리를 접은 인지뉴이티의 모습이 보인다. NASA 제공

인지뉴이티는 보호를 위해 퍼시비어런스의 바닥에 납작하게 몸을 굽힌 채 장착돼 함께 착륙했다. 퍼시비어런스는 21일 인지뉴이티를 보호하고 있던 기타케이스 모양의 덮개를 벗겨내며 인지뉴이티 시험이 곧 시작될 예정임을 알렸다. 퍼시비어런스는 현재 인지뉴이티가 비행을 시도하는 비행장으로 이동중이다.

 

인지뉴이티의 비행장으로 선정된 지역이다. 로버가 낙하한 지점에서 60m 떨어졌다. NASA 제공
인지뉴이티의 비행장으로 선정된 지역이다. 로버가 낙하한 지점에서 60m 떨어졌다. NASA 제공

NASA가 선택한 화성의 첫 비행장은 퍼시비어런스의 착륙 장소로부터 약 60m 떨어진 구역이다. 인지뉴이티가 날기 위해서는 착륙지점이 평평하고 비행에 걸림돌이 되는 큰 바위가 없어야 한다. 인지뉴이티에 달린 인공지능(AI) 기반 내비게이션 카메라가 비행 중 위치를 인지하기 위해 활용할 바닥의 음영도 필요하다. 착륙장은 이러한 조건을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 인지뉴이티 조종을 담당하는 호벗 그립 NASA 제트추진연구소(JPL) 연구원은 “코앞에 멋진 비행장이 있었다”고 말했다.

 

퍼시비어런스에 장착된 카메라가 인지뉴이티의 비행장을 촬영했다. 바닥이 고른 평지 중간중간 바위가 박혀있는 모습이다. NASA 제공
퍼시비어런스에 장착된 카메라가 인지뉴이티의 비행장을 촬영했다. 바닥이 고른 평지 중간중간 바위가 박혀있는 모습이다. NASA 제공

인지뉴이티를 퍼시비어런스에서 분리하는 일도 매우 조심스러운 작업이다. 퍼시비어런스가 비행장에 도달해도 인지뉴이티를 내려놓는 데만 화성의 6일(지구의 6일 4시간)이 필요하다. 첫날 퍼시비어런스는 인지뉴이티를 로버 바닥에 단단하게 매어 놓은 잠금장치를 해제한다. 둘째날 인지뉴이티를 장착한 기계팔이 90도 펴지며 내려놓을 준비를 한다. 인지뉴이티의 착륙을 위해 록히드마틴이 제작한 다리 네 개 중 두 개도 이날 펴진다.

 

셋째 날은 기계팔이 다시 90도 젖혀지며 인지뉴이티 다리가 바닥을 볼 수 있도록 한다. 네 번째 날에는 나머지 두 다리를 편다. 아직 인지뉴이티는 화성 표면에서 약 13cm 떠 있는 채다. 다섯째 날 퍼시비어런스를 전원으로 활용해 인지뉴이티의 배터리셀 6개를 충전한다. 이후 인지뉴이티를 바닥에 내려놓는다. 여섯째 날에는 인지뉴이티의 다리가 모두 화성 표면에 닿았는지를 확인하고 퍼시비어런스는 인지뉴이티로부터 5m 떨어진다.

 

퍼시비어런스와 인지뉴이티 모형을 이용해 지구상에서 인지뉴이티 배출 시험을 시도하는 모습이다. NASA JPL 제공
퍼시비어런스와 인지뉴이티 모형을 이용해 지구상에서 인지뉴이티 배출 시험을 시도하는 모습이다. NASA JPL 제공

 

비행 준비가 완료되면 인지뉴이티는 두 개의 로터를 분당 2537회 화전하며 초당 1m 속도로 상승한다. 화성 표면 3m에서 최대 30초간 제자리를 유지하는 호버링을 진행한다. 이후 하강한 후 착륙할 예정이다. 첫 시험이 완료되면 화성의 첫 비행을 촬영한 영상 등이 지구로 전송될 예정이다. 인지뉴이티는 최대 화성의 30일(지구 31일)간 임무를 수행한다.

 

인지뉴이티가 비행에 성공하면 인류가 1903년 지구상에서 동력 비행을 시작한 이후 118년 만에 다른 천체에서 비행을 하게 된다. 지구상 첫 동력비행은 1903년 12월 17일 라이트 형제가 미국 노스캐롤라이나주 킬 데빌힐의 모래언덕에서 글라이더 '플라이어'를 타고 12초간 40m를 날며 이뤄졌다. 인지뉴이티에는 이를 기념해 라이트 형제의 첫 동력비행을 이룬 비행기 날개에 쓰인 천조각 중 일부가 담겼다. 인류의 첫 달 탐사를 이뤄준 아폴로 11호에도 라이트 형제의 비행기에 쓰인 나무와 천조각이 실려있었다.

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