지구 궤도서 ‘용접 기술’ 개발 시동…‘널찍하고 층고 높은’ 우주정거장 등장할까

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작성자 이민종 작성일25-12-16 05:28 조회104회 댓글0건

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지구 상공 약 400㎞의 우주. 이곳에는 ‘국제우주정거장(ISS)’이 둥둥 떠 있다. ISS 모양새는 특이하다. 우주비행사들의 거주 공간과 실험실이 차려진 파이프 형상 동체 양옆에 범선 돛처럼 생긴 태양 전지판이 다수 붙어 있다.
ISS 길이는 108ｍ다. 사람이 만들어 우주로 보낸 물체 가운데 가장 크다. ISS는 대체 어떻게 만들었을까. 현재 인류에게는 이만한 크기의 물체를 담아서 한 번에 우주로 쏠 만한 거대한 발사체는 없다.
이 때문에 1998년부터 2011년까지 ISS를 건설한 미국과 러시아는 묘안을 짜냈다. ISS 동체를 ‘모듈’이라고 부르는 지름 약 4ｍ짜리 원통형 조각으로 나눈 뒤 지구가 내려다보이는 우주로 올렸다. 그리고 모듈을 하나하나 조립했다.
한마디로 ISS는 블록 장난감처럼 조립됐다. 어린이들이 작은 블록을 여러 개 이어붙여 공룡이나 자동차를 만드는 것처럼 우주비행사가 도구를 쥐고 무중력을 견디며 볼트를 일일이 돌려 ISS를 만들었다. 사람의 노동이 없었다면 ISS 탄생은 불가능했다는 뜻이다.
그런데 우주에 거대한 구조물을 지을 수 있는 새 방식이 곧 과학계에 모습을 나타낼 것으로 보인다. 현재 ISS보다 실내 공간이 훨씬 널찍한 우주정거장을 만들 수 있는 이 기술의 정체는 바로 ‘용접’이다.
이달 초 영국 레스터대 연구진은 현지 용접 기술 기업인 TWI와 함께 영국 우주국에서 연구 자금 48만5000파운드(약 9억5700만원)를 확보했다고 밝혔다.
연구진이 영국 우주국에 제안한 기술인 용접은 전기로 만든 약 5000도짜리 불꽃인 ‘아크’로 금속을 녹이는 것이 핵심이다. 녹은 금속은 다른 금속에 딱 달라붙는다. 열기 때문에 끈적해진 엿을 차가운 엿에 붙여놓으면 달라붙는 것과 비슷하다.
사실 용접은 흔한 기술이다. 지구에서는 건설, 자동차, 조선 등 거의 산업 전 분야에서 사용된다. 그런데도 연구진이 용접으로 영국 우주국의 개발 자금까지 타낸 데에는 이유가 있다. 용접하려는 장소가 특이해서다. 연구진은 공식 자료를 통해 “우주에서 각종 부품을 붙이는 작업을 용접으로 해낼 것”이라고 밝혔다.
우주에서 용접하는 일이 그렇게 어려운 일일까. 어려운 일이 맞다. 우주에서는 용접 열기로 녹인 고체 금속이 액체에서 기체로 빠르게 변한다. 진공에서는 끓는 점이 낮아져 생기는 기현상이다. 금속 액체가 없으면 용접을 하기 어렵다.
액체 상태를 꽤 오래 유지하는 일부 금속도 지구에서처럼 아래 방향으로 흘러내리지 않는다. 무중력 때문에 모양새가 공처럼 동그래지며 우주를 둥둥 떠다닌다. 우주에서 용접하는 기술이 상용화하지 못한 이유다.
연구진은 이 문제를 해결했다. 기술 핵심을 자세히 공개하지는 않았지만 자신들이 개발한 용접 전용 로봇을 쓰겠다고 했다. 연구진이 공개한 상상도를 보면 용접 로봇은 거대한 우주선 외부 동체에 달린 길이 수ｍ가량의 팔 형상이다. 막대기 끝에는 화살촉 모양 부품이 달려 있다. 이 부품이 아크를 일으켜 금속을 녹이는 것으로 보인다.
연구진은 우주 용접 기술 실용화를 위해 ‘디지털 트윈’을 이용할 것이라고 밝혔다. 디지털 트윈은 현실을 복제한 가상 공간이다. 우주의 진공과 무중력을 구현한 컴퓨터 속 세계에서 용접을 해보겠다는 것이다.
연구진은 “디지털 트윈이 우주에서 실제 용접을 하기 전에 주요 기술을 검증하는 데 도움이 될 것”이라고 했다. 연구진은 용접이 자율제어를 통해 이뤄질 것이라고 덧붙였다. 사람이 일일이 용접용 로봇 팔을 원격 조종 하는 방식은 아니라는 얘기다.
향후 이 기술이 실용화하면 어떤 일이 생길까. ISS를 만드는 데 쓰인 모듈보다 훨씬 굵은 모듈을 지구 궤도에서 만들어낼 수 있을 것으로 보인다. ISS 모듈 지름은 약 4ｍ에 그치는데, 그 이유는 모듈 수송선 역할을 한 미국 항공우주국(NASA) 우주왕복선 화물칸 크기가 딱 그만큼이었기 때문이었다.
그런데 우주에서 용접을 하면 모듈 자체의 지름을 비약적으로 키울 수 있게 된다. 우주에 갖춰 놓은 용접 장비로 원하는 크기의 모듈을 만들면 그만이기 때문이다. 용접 장비가 있으면 작은 어선이든 대형 유조선이든 원하는 크기의 배를 만들 수 있는 것과 비슷하다.
모듈 지름이 커질수록 우주비행사는 더 넓은 공간에서 쾌적하게 생활하면서 더 다양한 과학 연구 장비를 운용할 수 있다. 층고가 높거나 전용 면적이 넓은 집에서는 대형 세간살이를 자유롭게 들여놓을 수 있는 것과 유사한 이치다. 연구진은 “지금까지 당연한 것으로 여겼던 고정 관념을 허무는 기술이 될 것”이라고 밝혔다.
국민의힘이 이른바 ‘8대 악법’의 부당성을 알리겠다며 3박4일간의 필리버스터(무제한 토론)에 돌입한 가운데 이튿날인 12일 오전 10시 본회의장을 지키는 국민의힘 의원은 고작 3명에 불과했다. 더불어민주당 의원 발언 중에는 국민의힘 의원이 단 한 명도 없었던 때도 있었다. 소수 야당의 마지막 저항 수단이라며 여야가 합의한 민생법안에까지 필리버스터를 하는 전례 없는 일에 나섰지만, 국민의힘 의원 절대다수는 본회의장에 앉아있지 않았다.
형사소송법 개정안에 대한 송석준 국민의힘 의원의 필리버스터가 이어지던 이날 오전 10시 국회 본회의장에 자리한 국민의힘 의원은 성일종·배현진·임종득 의원 3명뿐이었다. 그마저도 성 의원이 6분쯤 뒤 나가 2명으로 줄었다. 같은 시각 이재정·홍기원·박지혜·이재강 의원 등 4명이 자리한 민주당 의원들보다 적었다. 형사소송법의 소관 부처 장관인 정성호 법무부 장관도 자리를 지켰다.
국민의힘 원내지도부는 송 의원이 발언을 마무리할 즈음인 10시 33분 본회의장에 들어왔다. 송 의원이 10시간 10분간의 발언을 마친 10시 43분을 기준으로 국민의힘에선 성일종·김은혜·유상범·박정하·배현진·정동만·박수민·임종득·최은석 의원 등 9명이 자리해 있었다. 이들은 단상에서 내려온 송 의원과 악수한 뒤 담소를 나누며 본회의장에서 빠져나갔다.
다음 순서인 박지혜 민주당 의원이 발언을 시작한 10시 44분 본회의장에 국민의힘 의원은 한 명도 없었다. 이재정·이용선·홍기원·이재강·임호선 의원 등 민주당 의원 5명과 정 장관만이 자리해있었다.
박 의원이 발언을 시작한 지 1시간쯤 지난 오전 11시46분 “계속 국민의힘 의원님들이 들어왔다 나갔는데, 50분 가까이 국민의힘 의원님들이 한 명도 계시지 않는 상황”이라며 “어디선가 듣고 계시리라고 생각하는데, 필리버스터를 신청하셨으니 몇 명이라도 자리를 지켜주는 게 국민에 대한 예의가 아닐까 생각한다”고 언급하기도 했다. 그러자 박수영·임종득·조지연 국민의힘 의원 등이 곧바로 들어왔다.
국민의힘이 필리버스터를 신청한 형사소송법 개정안은 디지털 성범죄 등에 대한 국제 공조 수사를 위해 다자협약인 사이버 범죄 협약에 가입할 요건을 갖추고 국민 알 권리를 위해 하급심 판결문 공개 범위를 넓히는 게 골자다. 지난 10일 양당 원내대표가 본회의 안건으로 합의한 바 있다.
이 개정안에 대한 필리버스터는 민주당의 필리버스터 종결 동의서가 제출된 때로부터 24시간 뒤인 이날 오후 2시 30분쯤 표결을 거쳐 종료될 예정이다. 국민의힘은 이후 은행법 개정안, 13일 경찰관 직무집행법 개정안이 상정되면 각 법안에 대한 필리버스터도 이어가겠다는 방침이다.

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