티스토리 뷰
소형 헬리콥터인 인저뉴어티가 지구 밖, 정확히는 화성에서 첫 동력 비행에 성공하며, 행성 탐사에 새로운 시대를 열었다는 평가를 받고 있습니다. 이륙부터 착륙까지 비행시간은 약 40초간으로 짧았는데, 인저뉴어티의 지구 밖 첫 동력 비행이 어떤 의미를 가지는 것일까요?
화성 대기에서 헬기를 띄우는 일은 쉽지 않다!!
헬기를 비롯해 모든 비행 물체가 뜨기 위해서는 양력이 작용해야 합니다. 양력이란 비행체를 하늘로 띄우는 힘으로, 일반 항공기는 활주로를 달려서 양력을 얻는다면, 헬리콥터는 중심에 있는 메인로터(Rotor, 회전날개)와 꼬리에 있는 테일로터의 상호작용으로 양력을 만듭니다.
헬기가 양력을 만들어 내기 위해서는 날개 주변으로 공기가 빠르게 흘러가야 되는데, 화성 대기 밀도는 지구의 1%에 불과하기 때문에 공기 힘으로 양력을 만들어 내기 쉽지 않습니다.
인저뉴어티의 한계 극복 비결
인저뉴어티는 한계를 극복하기 위해 날개인 블레이드를 최대한 고속으로 회전시켜야 했습니다. 인저뉴어티의 블레이드 회전 속도는 약 2400 rpm(분당 2400회)으로, 이는 초당 40번 가량 회전하는 속도입니다. 이는 지구에서 구동하는 헬기보다 5배, 최대 8배 빠른 속도입니다.
이에 더해 비행체의 경량화에도 초점이 맞춰졌습니다. 인저뉴어티는 길이 1.2m에, 높이 49cm, 무게는 1.8kg에 불과합니다. 인저뉴어티는 4개의 특수 제작된 탄소 섬유 블레이드를 가지고 있습니다.
탄소섬유는 철강 대비 강도가 높을 뿐만 아니라 부식에도 강하고 무게도 가볍기 때문에 여러 분야에서 신소재로 각광받고 있는 첨단소재입니다. 탄소섬유로 만든 탄소섬유 플라스틱 차체는 일반 금속 소재 차체보다 최대 60% 가볍고, 동일 금속 이상의 강도를 보입니다.
인저뉴어티의 지구 밖 동력 비행 의의
인저뉴어티의 첫 시험비행은 이륙 후 약 3m 높이까지 상승해 96도 돌았다가 정지비행을 하고 착륙하는 방식으로 이뤄져 이륙부터 착륙까지 약 40초의 비행 성적을 거뒀습니다.
하지만 인저뉴어티의 비행 과정에서 축적된 데이터는 다음에 설계·제작될 새로운 비행체를 만드는 데 중요한 밑거름이 될 전망입니다. 현재는 상상 속의 생각이지만, 미래에 인류가 화성으로 이주하게 된다면 인저뉴어티의 첫 동력 비행이 패러다임 전환의 시발점으로 역사에 기록될지도 모릅니다.
또한 헬기는 지상을 이동하는 방식의 탐사차인 로버 보다 더 빠를 뿐만 아니라 지형적 제약을 받지 않고 화성을 관측할 수 있다는 점에서 큰 성과가 예상됩니다. 헬기로 행성을 관찰한 뒤 탐사차인 로버의 착륙지를 정할 수 있을 뿐만 아니라 인류가 화성에 갈 때도 미리 활동 위치를 정할 수도 있습니다.