NASA 랭글리 연구센터 연구팀과 NASA 에임스 연구센터, 나노 항공전자, 산타클라라 대학교 로봇 시스템 연구소의 협력 기관들이 첨단 복합재 태양 돛 시스템(ACS3)을 개발하고 있습니다. 이 시스템은 전개 가능한 경량 복합재 붐과 태양 돛 시스템으로, 특히 트랙형 태양 돛에 복합재 붐이 사용되는 것은 이번이 처음입니다.
이 시스템은 태양 에너지로 구동되며 로켓 추진제와 전기 추진 시스템을 대체할 수 있습니다. 햇빛을 활용함으로써 우주선 설계에 있어 기존에는 불가능했던 다양한 가능성을 열어줍니다.
이 복합 소재 붐은 23cm x 34cm 크기의 비용 효율적인 나노위성인 12유닛(12U) 큐브샛에 의해 전개됩니다. 기존의 금속 전개식 붐과 비교했을 때, ACS3 붐은 75% 더 가볍고, 가열 시 발생하는 열 변형은 100배 감소합니다.
우주에 도달하면 큐브샛은 태양광 패널과 복합 소재 붐을 신속하게 펼칠 예정이며, 이 과정은 20~30분밖에 걸리지 않습니다. 정사각형 모양의 돛은 탄소 섬유로 보강된 유연한 고분자 소재로 만들어졌으며, 각 변의 길이는 약 9미터입니다. 이 복합 소재는 접어서 컴팩트하게 보관할 수 있으면서도 강도를 유지하고 온도 변화에 노출되어도 휘거나 변형되지 않아 다양한 작업에 이상적입니다. 탑재된 카메라가 펼쳐진 돛의 모양과 정렬 상태를 기록하여 평가에 활용할 것입니다.
ACS3 임무용 복합재 붐에 적용된 기술은 향후 500제곱미터 규모의 태양 돛 임무에도 확장 적용될 수 있으며, 연구진은 2,000제곱미터에 달하는 대형 태양 돛 개발을 위해 노력하고 있습니다.
이번 임무의 목표는 돛을 성공적으로 조립하고 저궤도에서 복합재 붐을 전개하여 돛의 모양과 설계 효율성을 평가하고, 돛 성능에 대한 데이터를 수집하여 향후 더 큰 시스템 개발에 필요한 정보를 제공하는 것입니다.
과학자들은 ACS3 임무에서 수집한 데이터를 바탕으로 유인 탐사 임무, 우주 날씨 조기 경보 위성, 소행성 정찰 임무에 사용될 수 있는 미래 통신 시스템을 설계하기를 기대하고 있습니다.
게시 시간: 2021년 7월 13일
