본문 바로가기
유용한 정보

고강도 고탄성 나노 섬유, 보잉사의 무인 수송 드론, 자기장 이용하여 인공위성에 추진력을 제공

by 필요한정보 2020. 6. 2.

고강도 고탄성 나노 섬유, 무인 수송 드론, 자기장 이용하여 인공위성에 추진력을 제공


안녕하세요, 오늘은 고강도 고탄성 나노 섬유, 무인 수송 드론, 자기장 이용하여 인공위성에 추진력을 제공하는 주제로 이야기를 나눠보겠습니다.


고강도 고탄성 나노 섬유

현재 방탄복에 잘 사용되고 있는 다이니마 (Dyneema)나 케블러 (Kevlar)에 새롭게 경쟁 섬유가 나타났습니다. 

미국 MIT 화학 공학과의 그레고리 루틀리지 (Gregory Rutledge) 교수와 포닥인 제이 박 (Jay Park)은 마이크로미터보다 작은 크기의 폴리에틸렌 섬유를 아주 강한 강도를 가진 나노파이버로 전환시키는 새로운 공정을 발표했습니다. 

이 연구팀에 의하면 강한 강도를 지닌 물질이라는 의미는  결국 딱딱하고 쉽게 부서지는 물질이라는 뜻으로 해석할 수 있습니다. 그러나 쉽게 부러지지 않는 것이 가장 중요한데, 그러기 위해서는 결국 잘 늘어나는 성질이 중요하겠죠.

이는 방탄복에서 꼭 필요한 의미가 있습니다. 

연구자들이 개발한 gel electrospinning 공정은 나노파이버를 매우 강한 섬유로 만들 수 있는데 놀랍게도 저렴한 비용이 든다고 합니다. 

연구팀에 의하면 폴리에틸렌 섬유 자체가 가벼워 더 다양한 응용도 앞으로 가능하며 이 새로운 공정이 매우 강하고 탄성이 높은 섬유를 만드는 데 사용할 수 있다고 합니다.

산업용으로 사용되는 여러 종류의 로프와 와이어나 방탄복에 응용될 수 있는 것입니다. 

앞으로 너무 높지 않은 가격으로 경쟁력도 있고 고성능으로 시장에 나올 수 있을지 지켜봐야겠지만, 정말 흥미로운 소식입니다.

방탄복에 사용하려면 고온에 잘 견뎌야하는데 과연 그럴지 정말 궁금하네요. 내열성이 우수하다면 정말 좋은 제품이 될 것 같습니다.

앞으로 더 좋은 제품이 나오도록 기대하겠습니다.


보잉사가 개발하는 무인 수송 드론

드론 사진

대형 항공기 제조사인 보잉이 cargo air vehicle (CAV)라는 무인 드론을 공개했다고 합니다. 

보잉에서 개발하고 있는 이 드론은 227kg 혹은 500파운드의 화물을 수송하는 것이 목표라고 합니다.

보잉의 HorizonX division 이 개발을 담당하고 있는데요, 크기는 4.57 m x 5.49 m x 1.22 m이고 중량은 339 kg입니다. 

cargo air vehicle (CAV)는 보잉의 테스트 시설에서 초기 비행에 성공했지만 앞으로 여러가지 실험을 거쳐야 합니다.

사실 이미 여러 회사에서 이와 비슷한 형태의 중대형 드론을 제조하고 있기 때문에 보잉이 여기에 새로 뛰어들었다고 해서  특별히 달라질 것은 없는 상황입니다. 

문제는 개발보다는 누가 먼저 상용화에 성공할 것인지입니다. 

cargo air vehicle (CAV)의 구체적인 제원과 배터리인지 내연기관인지에 대한 동력원에 대한 자세한 설명은 없는 것이 아쉬운 부분입니다 

또한 실제적인 상용화에 성공하기 위해서는 정확히 목표물을 원하는 경로와 장소로 사고 없이 이동할 수 있다는 사실을 증명해야 할 것입니다. 

앞에서 말씀드린 것처럼 중대형 드론을 수송용으로 개발하려는 시도는 여러 회사에서 이뤄지고 있으나 소규모 스타트업 회사인 경우가 많아서 실제로 상용화에 성공할 수 있을지는 의문이 드는 대목이었습니다.

왜냐하면 실제적으로 판매 및 제조를 진행하기 위해서는 엄청나게 큰 자본력과 제반 기술력이 필요하기 때문이죠. 보잉 같은 대형 항공기 제조사의 시도는 그래서 더 눈길을 끄는 대목인 것 같습니다.

오히려 전통적인 사업 부분에 더 집착을 보여 변화에 실패하는 경우를 흔히 볼 수 있어서 항상 대기업이 유리한 것은 아닐 수 있습니다.  

예를 들어 새로운 검색 엔진인 구글 앞에 무너진 야후라던가 휴대폰 부분에서 노키아나 모토로라 같은 전통적인 휴대폰 제조사가 신생 기업 애플 때문에 몰락한 경우가 그 대표적인 사례라고 할 수 있습니다. 

앞으로 수송용 드론에서 누가 승리하게 될지 기대됩니다.


자기장 이용하여 인공위성에 추진력을 제공

놀랍게도 연료 없이도 우주선을 추진할 수 있는 방법이 존재한다고 합니다. 

예를 들어 지구 주변에서는 자기장을 이용한 방법이 있을 수 있습니다. 

스페인의 마드리드 카를로스 3세 대학 (Universidad Carlos III de Madrid (UC3M)), 마드리드 공과대학 (Universidad Politécnica de Madrid)의 연구팀은 로렌츠 항력 (Lorentz drag)을 이용한 추진 시스템을 제시했습니다. 

이는 지구 자기장과 긴 금속 줄을 이용해서 위성에 속도를 감속하거나 더하는 시스템입니다. 이는 마치 자석 근처에 가벼운 금속 끈을 대서 당기는 힘을 이용하는 것이므로 이론적으로는 매우 간단합니다.

이것을 잘 이용한다면  빨리 지구 대기로 수명이 다한 위성을 진입시켜 우주 쓰레기를 줄일 수 있는 방법이 될지도 모릅니다. 

여기서 문제는 지구 자기장의 범위는 넓지만 세기는 약하다는 점입니다. 따라서 이를 위해서 매우 큰 금속 줄이 필요합니다. 

그래서 연구팀은 매우 얇고 가벼운 너비 수 cm에 길이 2km의 알루미늄 끈을 이용해서 위성을 감속시키는 무연료 추진 시스템 (propellantless propulsion system)을 제안했습니다. 

그러므로 알루미늄 호일처럼 얇은 금속 막을 만드는 일은 가능하겠지만, 길이가 매우 길어야 하고 혹시라도 줄이 끊어지는 날에는 어쩔 수 없는 우주 쓰레기가 더 늘어나는 것일 수 있으므로 실현 가능할지 의문이 듭니다.

하지만 아이디어는 기발하다는 생각입니다. 

과연 실현이 가능할지 의문이 들기는 하지만 지속적으로 아이디어를 내는 브레인스토밍같은 시도 자체는 정말 존경할만합니다. 

이런 식으로 계속 생각하다보면 그 중에 하나는 정말로 획기적인 변화를 이끌어 낼 수 있을 것이라 생각하기 때문입니다.

에디슨도 포기하지 않고 계속 시도한것처럼 대부분 실현되지 못한다고 해도 상상력을 계속 발휘해 보는 것이 정말 필요하다고 생각합니다.






댓글0