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| 작성자 : 이정구 작성자ID : jk0620 조회 : 47 추천 : 2 |
작성일 : 2004-01-05
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화성탐사에 있어서 NASA에 조언을 하나 하고자 한다 |
화성탐사의 성공여부의 관건은 세계 각국은 30여차례 화성 착륙을 시도했으나 60% 이상 실패했던 경험에 비추어 착륙기술에 문제인듯 싶다. 이에 화성탐사에 있어서 우주선 착륙에 관한 기술적인 문제를 보면서 NASA에 조언을 하나 하고자 한다.
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뉴스1.
http://www.chosun.com/w21data/html/news/200401/200401040329.html
쌍둥이 화성 탐사 로봇 프로젝트는 미 항공우주국(NASA) 화성 탐사 프로그램의 하나로 총 8억2000만달러가 투입된 대형 프로젝트다. 로봇 제작, 발사, 항행, 통제 등 분야별로 수십개 팀으로 나뉘어 NASA와 외부기관 소속 과학자와 기술자 수백명이 참여했다.
총책임자는 NASA의 데이비드 래버리, 실무 책임자는 캘리포니아주 패서디나에 있는 제트추진연구소의 피터 데이징거다. 제트추진연구소는 캘리포니아공과대학 소속 기관이다.
이번 로봇은 미국이 30여년간 축적해 온 화성 탐사 경험과 기술의 결정체라 할 정도로 첨단 성능과 장비를 갖추고 있다고 외신은 전했다. 지난 1997년 화성 착륙에 성공했던 ‘패스파인더(Pathfinder)’와는 차원이 다른 월등한 장비와 기능을 갖추고 있어 화성의 생명체 존재 여부를 판단하기 위한 임무를 충분히 수행할 수 있을 것이라고 NASA측은 밝히고 있다.
특히 로봇과 로봇에 장착한 각종 장비는 전 세계의 연구기관이 제공한 첨단 기술의 집합이라 할 만하다. 360도 회전하는 파노라마 카메라는 제트추진연구소가 만든 것이고, 소형 발열측정기는 애리조나 주립대학이 만든 것이다. 뫼스바우어 분광계는 독일 마인츠의 요하네스 구텐베르크 대학, 바위 표면을 긁어 채집할 수 있는 ‘랫(RAT)’이라는 특수 장비는 뉴욕에 있는 허니비 로보틱스사(社)가 만들었다.
이번 프로젝트에 참가한 과학자와 NASA 관계자들은 당초 착륙 성공을 반신반의했다고 외신은 전했다. 이미 여러 번 착륙에 실패한 경험이 있기 때문이다. NASA 관계자들은 착륙 성공을 알리는 신호를 받고서도 제대로 작동할지 확신하지 못했으나 착륙 수시간 후 첫 이미지 자료를 전송받은 후에야 비로소 한숨을 쉴 수 있었다.
쌍둥이 로봇 제작에 한국인으로는 미 캘리포니아주 사이프러스에 있는 테이코(Tayco)엔지니어링 우주개발의 정재훈(鄭載勳·57·사진) 사장이 참여한 것으로 전해졌다. 서울대 금속공학과 출신으로 어바인 소재 캘리포니아대(UC 어바인)에서 우주 열복사 전공으로 공학박사학위를 받은 정 사장은 ‘스피릿’로봇 팔의 열 조정장치와 극저온 케이블 등 핵심 설비를 개발, 장착했다. 정 박사는 1997년 탐사 로봇 ‘소저너(Sojourner)’와 1999년 ‘MSP 98 랜더(Lander)’ 탐사선 등에도 열 조정장치와 극저온 케이블 기술을 제공한 바 있다.
그는 1986년 우주왕복선 챌린저호 폭파사고 후 우주왕복선 균열방지용 특수 열가열장치를 개발, NASA의 인정을 받았었다.
(김연극기자 yk-kim@chosun.com )/(백승재기자 whitesj@chosu.com )
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뉴스2.
http://www.yonhapnews.net/news/20040104/080200000020040104151414K5.html
스피리트의 항행담당 팀장인 루이스 다마리오는 그러나 스피리트가 화성의 적도 남쪽에 위치한 `구세브 분화구(Gusev Crater)'내 타원형 지점에 당초 계획했던 것과 조금의 오차도 없이 정확히 착륙했다고 강조하고 " "이것보다 더 나은 것을 기대할 수 없을 정도로 완벽한 항행이었다"고 설명했다.
무게 173㎏에 골프 카트 크기로 6개의 바퀴를 갖춘 스피리트는 카메라, 현미경, 적외선 분석시설, 로봇 팔 등을 갖고 있다.
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화성탐사 로봇 스피릿
무게 173㎏에 골프 카트 크기로 6개의 바퀴를 갖췄다.
발사: 2003.6.10
도착: 2004.1.4
스피릿이 착륙한 곳은 화성의 ‘구세브 분화구(Gusev Crater)’로 면적은 미국 코네티컷주와 비슷하며 한때 호수였을 것으로 추정된다.
미국 NASA 화성탐사 로봇 스피릿의 착륙과정을 담은 사진을 보았다.
보기1.
1단계: 8.6km 고도에서 낙화산전개,
2단계: 방열보호막 분리, 착륙모듈 돌출
3단계: 역추진로겟 점화, 284m 고도, 착륙 8초 전 완충장치 역할을 하는 대형 에어백을 작동
4단계: 착륙모듈 10m 높이서 떨어뜨림
5단계: 착륙후 에어백 제거, 탐사선 밖으로 나옴
6단계: 영하 100℃의 혹한에서 동체를 보호하고 각 장비에 동력을 제공할 태양집열판을 펼쳤다.
7단계: 화성에 안착한 스피릿은 20분 뒤쯤 ‘헬로(Hello)’라는 첫 신호를 보낸 뒤 직접 촬영한 선명한 해상도의 화성 표면 사진들을 보내옴
짝짝짝! 지구인에 의한 화성(Mars) 정복이 가까워졌느니라.
#1.이번 프로젝트에 참가한 과학자와 NASA 관계자들은 당초 착륙 성공을 반신반의했다고 외신은 전했다. 이미 여러 번 착륙에 실패한 경험이 있기 때문이다.
#2.스피리트의 항행담당 팀장인 루이스 다마리오는 그러나 스피리트가 당초 계획했던 것과 조금의 오차도 없이 정확히 착륙했다고 강조하고 " "이것보다 더 나은 것을 기대할 수 없을 정도로 완벽한 항행이었다"고 설명했다.
화성탐사의 성공여부의 관건은 세계 각국은 30여차례 화성 착륙을 시도했으나 60% 이상 실패했던 경험에 비추어 착륙기술에 문제인듯 싶다.
보기1.에서 스피릿의 착륙과정을 보면 낙화산과 에어백의 원시적인 과학 개념을 이용한듯 싶다. 우선은 당분간 효과적일찌 모르나 매번 긴장하고 예측을 불허해야 하는 뭔가 매우 불안정한 로겟비행의 착륙기술 프로그램이다. 그것은 21세기 과학의 현실적인 한계에서 스피리트의 항행담당 팀장인 루이스 다마리오의 말대로 "이것보다 더 나은 것을 기대할 수 없을 정도로 완벽한 항행이었다"고 봐야한다. 이따위 불안정한 21세기 우주기술로는 태양계 여러 행성의 지표를 직접 이착륙하여 탐색할 수 없다. 좀더 미래형 '매트릭스 로켓의 추진체' 를 개발해야 한다. 그렇게 돈드릴 일 아니여.
화성탐사에 있어서 우주선 착륙에 관한 기술적인 문제를 NASA에 조언을 하나 하고자 한다.
차후 화성탐사선 로봇에는 착륙과정에서 낙화산과 에어백는 사용을 줄이는 방향으로 좀더 다른 획기적으로 진화 시킬 필요가 있으며 무엇보다 '역추진로켓의 알고리즘'을 근본적으로 개선해야 한다. 미래의 탐사선 로봇은 전적 추진.역추진 로켓장치에 전적으로 의존하는 일원화된 '탐사선 이착륙' 개념이여야 한다. 물론 실험적인 제안이다.
탐사선 이착륙 문제를 근원적으로 완전한 안정성을 해결하려면 마방진의 배열을 이용하면 된다.
보기2. 4차 마방진(magic sum=34)
04 11 06 13
14 05 12 03
15 08 09 02
01 10 07 16
보기2.는 고전적인 수학문제이다. 가로.세로.주대각선의 합이 'magic sum'을 이룬다. 자연수 1에서 16까지가 사용된 순서수이며 로켓의 추진 에너지의 제어에 있어서 알고리즘으로 재해석 된다. 말인즉, 착륙시 역추진 로켓 기능의 power 크기조정의 연속성을 유지하고 착륙지 지표 상태에 따른 다양한 역추진 상태의 변화를 보기2.에서는 880 종류의 역추진 개념을 화성표면에 안착하는 완료까지 매순간적.상대적으로 적용한다. 물론 보기2.와 같은 마방진은 개념적으로는 고차적(100억 차 마방진 등등)으로 무수히 많다.
아무튼 단순무식해 보이는 현제의 단일화된 역추진 분사 로켓 프로그램은 만능이 아니다. 불예측되는 행성표면을 안착하는데 있어서 역추진체의 섬세한 분사압력은 행성지표와의 matrix block (요철)의 joint system 이 필수적이다. 이 문제를 마방진이 해결할 수 있다고 주장하는 바이다.
보기3.
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
보기3.은 18방진을 구조체 해법으로 풀어서 절대값 zero sum을 이룬 모습의 9ss(soma structure)이다. 우선, 임의적인 선택의 9 ss는 무수히 만들어지고, 단지 보기3.에서만 2^42=4조3980억4651만1104개의 초순간적 수배열 變形群을 얻을 수 있다. 말인즉, 행성 지표면 상태에 따른 역추진 크기의 변화가 완벽하게 메트릭스(Matrix) 착륙화 되는겨.
만약에 보기3. 정도의 로켓 추진체를 만들수 있다면 탐사선이 인공지능(artificial intelligence)의 명령 하나로 온갗 행성의 지형이 그 어떤 상태이든 거의 100 퍼센트로 착륙할 수 있을겨.
이해를 돕기 위해 좀더 설명하면 다음과 같다.
보기2.의 숫자들은 열여섯개의 소형 로켓추진체의 집합이다. 그 배열은 좌우측.주대각선으로 에너지의 수평.수직상태를 안정적으로 유지한다. 문제는 보기2.의 숫자판의 전체단면을 착륙지점의 지표로 향하고 있는 역추진 분사체 로켓의 모습으로 상상해 보기 바란다. 숫자들은 요철의 모습으로 지표면에 적합한 역추진 에너지를 초순간적으로 보기3.의 초순간적 압력 변화로 분사될 것이다. 물론 탐사선 본체의 수평적 균형은 magic sum으로 완벽하게 유지하여 서서히 하강한다. 굳굿 환상적이다.
행성(Mars)의 지표는 불예측스런 지형이며 이에 역추진 로켓는 완벽하게 순간적인 여러가지 배열 상태로 mapping하여 탐사선 동체를 수평상태로 만들 필요가 있다. 물론 우주탐사선에서만 사용될 추진체가 아니다. 지구의 비행체들이 활주로 없이 헬리콥터 처럼 수직이륙기를 만들 때 매우 적합한 이론이다. 실험적으로 우주개발 연구 사업에서 MS(magic square) 추진체의 로봇을 한번씩들 만들어 보는 것도 금번 제안에 긍정적인 요소가 인류문명의 획기적인 이동수단에 대전기가 될 것이여. 21세기 과학문명의 패러다임(paradigm)이 바뀌는 일이여. 암.
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