하지만 한국건설기술연구원이 월면토가 내장된 상태에서 영하 190도~영상 150도의 진공상태를 세계 최초로 구현한 ‘지반열 진공챔버(Dusty Thermal Vacuum Chamber; DTVC)’를 5일 경기도 고양시 일산 본원에서 공개했다. 달 표면의 환경에 가깝게 모사(摹寫)한 것이다. 이를 통해 우주 탐사를 위한 다양한 기술과 장비를 효과적으로 검증할 수 있게 될 것으로 기대된다. 실제로 미국 항공우주국(NASA) 등 각국의 우주기구가 이 장치에 관심을 표명해 왔다.
건설연이 진공상태에서 달 표면 환경을 모사한 지반열진공챔버. /사진=건설연
한승헌 건설연 원장은 “NASA는 실제 달에 기기를 보냈을 때 달에 있는 미세먼지 때문에 장비 고장을 자주 겪었다”며 “지반열 진공챔버로 미리 시험할 수 있어 NASA나 외국 기관에서 ‘여러 장비나 공법을 시험하고 싶다’고 요청한다”고 전했다.
이날 건설연 측이 내놓은 지반열 진공챔버는 부피와 무게가 약 4.7㎥와 100톤에 달한다. 복제 월면토의 깊이는 2m다. 달 표면 탐사로봇인 로버가 지나간 자리에는 컨베이어벨트 같은 바퀴자국이 선명하게 찍혔다. 이장근 건설연 미래융합연구본부 센터장은 “건설연은 앞으로 달의 내부를 시추하고 샘플링해 달이 달 지하가 얼음으로 이루어져 있는지, 얼음의 양은 얼마인지 실험하려고 한다”고 설명했다. 건설연은 현재 50cm의 지면만 뚫을 수 있는 시추기 성능을 보완해 현재 남극 장보고 기지에서 더 깊게 얼음을 뚫는 실험을 하고 있다. NASA는 정확한 달 연구를 위해 최대 1m의 깊이 측정이 필요하다고 보고 있다.
건설연 측은 지반열 진공챔버를 통해 달 지반 조사를 위한 드릴링 실험, 달 토양을 활용한 건설재료를 만드는 재료 고형화 실험, 효율적으로 구조물을 건설할 수 있는 3D 프린팅 시공 실험, 달 탐사를 위한 주행 로봇인 로버 주행 테스트를 할 수 있다고 밝혔다. 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 2030년까지 한국형발사체(누리호)로 달 착륙선을 보내 로버를 가동해 달 이곳저곳을 조사할 계획이다.
◇지반열 진공챔버 특징
| 상태 특성 | 기압 | 지반특성 | 기온 |
| 달의 특징 | 대기가 거의 없음 (고진공 상태) | 구성 원소는 지구와 거의 같으나, 표토는 고운 입자 인 월면토로 구성 | 극심한 일교차 (고온-극저온) |
| 진공챔버 성능 | 10-4 mbar(Pa) 이하 진공상태로 실제 월면에 가깝게 구현 (실제 달 기압 :10-7(낮)~10-10(밤) Pa) | 월면토 25톤 이상 규모의 인공 월면 지반 구현 | -190도 이하 ~ 150도 이상 실제와 가깝게 구현 |
이날 건설연은 무게 4.5톤에 초당 40㎝ 속도로 작업할 수 있는 건설용 3D 프린팅 장비도 선보였다. 주기범 건설연 건설 3D 프린팅 연구단장은 “현재는 3D 프린팅 기술로 30평(99㎡) 규모의 단층 주택을 짓는데 5일이 걸리나 현장에서 바로 건설 장비를 출력할 수 있어 내년 초까지 이틀로 줄일 수 있을 것”이라고 기대했다.
한편 이날 ‘경계를 넘어선 극한 건설(Extreme Construction Beyond the Boundary)’이라는 주제의 국제포럼도 열려 달 탐사 현황과 극한 환경에서 건설자동화 연구기술도 선보였다. 버나드 포잉 ESA 국제달탐사연구단 소장은 달 기지 건설을 위한 ‘문 빌리지(Moon Village)’ 계획을 설명했다. 한 원장은 “우주라는 초극한 환경에서도 건설 가능한 기술 개발과 인공 지능, 건설 자동화 등을 융합해 건설산업 혁신성장에 기여하겠다”고 강조했다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com