★루나크루저(Lunar Cruiser) / 도요타, 미쓰비시가 개발하는 월면 탐사차

★루나크루저(Lunar Cruiser) / 도요타, 미쓰비시가 개발하는 월면 탐사차

 

JAXA는 도요타, 미쓰비시중공업과 손잡고 월면 탐사차인 루나크루저를 개발 중이다.

도요타의 사륜구동 스포츠유틸리티차량(SUV) 랜드크루저에서 이름을 따 왔다.

 

2031년 발사 예정인 루나크루저는 우주비행사를 태우고 하루 20㎞를 주행할 수 있는 달 오프로드 차량이다. 차체는 길이 6m, 폭 5.2m, 높이 3.8m로 버스 두 대를 합친 정도의 크기다. 지구 중력 6분의 1, 낮 기온 120도, 밤 기온 영하 170도 등 극한의 환경인 달에서 차내 기압 조정을 할 수 있다.

 

 

불편한 우주복을 착용하지 않아도 되기 때문에 우주비행사들의 탐사 활동을 극대화할 것으로 기대된다. 루나크루저를 위해 도요타는 태양광에서 수소를 생성하는 배터리 기술과 달 표면을 달리는 데 적합한 특수 타이어를 개발하고 있다.

 

JAXA는 우주 수송 분야에도 심혈을 기울이고 있다. 야마카와 이사장은 “국제우주정거장(ISS) 보급기인 HTV는 우주에 물자를 운반하기 위한 수송 수단으로 일본이 독자 개발했다”며 “HTV는 2009년부터 2020년까지 아홉 번의 보급 미션을 완수해 풍부한 수송 경험을 쌓았다”고 말했다.

 

JAXA

국립연구개발법인 우주항공연구기구(宇宙航空研究開発機構 Japan Aerospace eXploration Agency, JAXA)는 일본의 우주 개발 정책을 담당하는 일본 문부과학성 소속 독립 행정 법인 기관이다.

 

 

도요타가 개발하는 달 탐사차 ‘루나 크루저’

(techtube.co.kr)

 

2019년에 착수, 올해 시험 차량으로 유사 공간서 주행

 

일본 최대 자동차 제조업체 도요타 자동차가 지구를 넘어 우주 진출을 꾀하고 있다. 대표적인 사례로, 2019년부터 진행하고 있는 달 탐사를 목적으로 한 유인 가압 로버(rover) ‘루나 크루저’의 연구개발을 꼽을 수 있다.

 

이와 관련, 도요타는 지난 21일, ‘루나 크루저’의 공동 개발사인 우주항공연구개발기구(JAXA), 미쓰비시중공업 등과 함께 설명회를 열고, 이 프로젝트가 지금 어떻게 진행되고 있는지를 보고했다고 기술과학 매체 Interesting Engineering 등이 보도했다.

 

 

◇유인 달 탐사 ‘아르테미스 프로젝트’의 일환으로 시작

 

이 프로젝트는 2019년에 초기 검토가 시작되었고, 2020~21년에 걸쳐 JAXA와 공동연구를 진행했다. 2023년 현재는 달 탐사선 ‘루나 크루저’의 전체 시스템 개념 검토, 설계, 요소 시제품 테스트 등 본격적인 선행 연구개발에 돌입한 상태다.

 

이 사업은 원래 미국항공우주국(NASA)이 추진하고 있는 유인 달 탐사 ‘아르테미스 프로젝트’의 일환으로 시작됐다. 이 달 탐사에 사용하게 될 기계 개발에 기대를 걸었던 것이 당시 세계 자동차 산업을 주도하던 도요타의 기술이었다.

 

이렇게 시작된 루나 크루저의 연구개발은 도요타가 오랫동안 쌓아온 기술을 활용할 수 있는 기회가 됐다.

 

우선 루나 크루저는 전장 6m, 전폭 5.2m, 전고 3.8m로 마이크로버스 2대 분량의 크기를 예상하고 있다. 기본 2인승(최대 4인승)이고, 내부에는 13㎡의 거주공간을 갖추고 차 안에서 잠을 자면서 달 표면을 탐사한다고 한다.

 

동력원으로는 달 표면에 있을 물 자원을 이용한 '재생 연료전지(Regenerative Fuel Cell: RFC)를 채택한다. 구체적으로는 태양광 발전에 의한 물의 전기분해로 수소와 산소를 만들어 이를 연료로 자급자족하는 시스템이다.

 

달에서는 낮과 밤이 약 반달(14일)마다 바뀌기 때문에 낮에 태양광을 이용해 대용량의 에너지를 생산해 두었다가 밤에 저장한 전력을 공급한다. 항속거리는 100% 충전 시 약 1000km에 달한다고 한다. RFC를 이용하면 연료를 보충하기 위해 굳이 기지로 돌아오지 않아도 되므로 더 먼 곳까지 탐사할 수 있다.

 

달 표면은 당연히 포장되지 않은 울퉁불퉁한 길이다. 분화구, 암석 등의 장애물, 가파른 경사면이 있고, 지표면은 미세한 모래로 이루어진 레골리스(regolith, 퍼석퍼석한 물질 층)로 덮여 있다.

 

그래서 개발팀은 고장이나 펑크, 미끄러짐을 방지하기 위한 금속 타이어와 바퀴를 독립적으로 작동시키기 위한 인 휠 모터(In-Wheel Motor, 바퀴마다 모터를 배치해 직접 구동하는 기술)를 장착하는 방안을 검토하고 있다.

 

그리고 UX(사용자 경험)도 중요한 과제 중 하나다. UX는 조종사의 거주성, 가시성, 조작성, 쾌적성 등을 향상시키는 것을 목표로 한다.

 

루나 크루저의 탐사는 2명의 승무원이 4평 남짓한 공간에서 약 한 달을 보내는 것을 상정하고 있다.

 

하지만 달 표면에는 지구와 같은 푸른 하늘과 숲, 반짝이는 바다와 노을 등 편안한 자연 풍경이 없다. 그저 흑백의 땅이 끝없이 이어져 있을 뿐이다.

 

이런 환경은 정신적인 부담을 주고 승무원의 판단력과 의욕을 떨어뜨려 자칫 조작 실수로 위험한 사고를 유발할 수 있다. 따라서 승무원들이 얼마나 편안하게 작업할 수 있느냐가 관건이다.

 

이를 위해서는 차량 내부를 넓게 느낄 수 있는 공간 설계와 승무원의 스트레스를 해소할 수 있는 오락 시설 등이 필요하다.

 

 

◇2029년 발사 예정

 

루나 크루저 개발에 사용되는 기술은 지구에서의 생활에도 환원될 수 있다고 연구팀은 생각한다.

 

예를 들어, 물과 태양만으로 전력을 생산하는 RFC는 외딴섬이나 재난지역에서 발전용으로 활용할 수 있고, 오프로드 주행 기술도 재난 현장의 험한 길이나 위험한 지역으로 물자를 수송하는 데 사용할 수 있다고 한다.

 

연구팀은 2023년 중 루나 크루저의 시험용 차량을 시제품으로 제작해 달 표면 환경을 모사한 실험 공간에서 주행 테스트를 진행할 예정이다. 그리고 2027년까지 본체 개발을 완료하고 2029년 달에 발사할 계획이다.

 

(참고 : interestingengineering.com, global.toyota/jp)

2023.07.27 22:45

신승진 기자 kisunghsin@naver.com