국제우주정거장의 우주비행사들은 신형 로봇 덕분에 우주 유영의 위험에서 벗어날 수 있게 됐다
어두운 지하실에 내려가 두꺼비집의 퓨즈를 교체하는 일은 그다지 어렵지 않다. 하지만 우주에서 지구 궤도를 따라 빠른 속도로 회전하는 우주선의 외부에 올라앉아 이 일을 해야 한다면 어떨까. 아마 얘기가 전혀 달라질 것이다.
현재 국제우주정거장(ISS)에 거주하는 우주비행사들에게 이처럼 위험한 우주공간에서의 작업은 일상적인 일이다.
우주의 비밀을 풀기 위한 연구에 사용하는 것과 동일한 정도의 시간을 1,000억 달러가 넘는 ISS의 유지보수를 위해 소비하고 있는 것. 하지만 앞으로 ISS 거주자들의 위험이 한층 줄어들 전망이다.
우주비행사들의 우주 유영을 대신해줄 원격조종로봇이 이달 중 나사(NASA)의 케이프커내버럴 우주센터를 출발, ISS에 도착할 예정이기 때문이다.
‘덱스터(Dextre)’로 명명된 이 로봇은 캐나다우주국(CSA)이 4년간 총 2억 달러(1,875억원)를 투자해 개발해 낸 특수 목적용 수리 전문 로봇으로 향후 ISS의 주요 유지보수 업무를 수행하게 된다.
사실 덱스터는 CSA가 ISS에 설치한 이동형서비스시스템(MSS) 모듈의 마지막 구성요소다.
MSS는 크게 캐나담 2(Canadarm 2)라고 불리는 18m 길이의 로봇 팔과 이 로봇 팔을 ISS의 주요 부위로 보낼 수 있는 트러스(truss)로 구성돼 있는데, 덱스터는 바로 이 캐나담 2의 끝부분에 장착되는 것.
덱스터는 수리작업에 용이하도록 몸통의 회전이 가능하며, 어떤 각도에서도 작업할 수 있는 두 개의 다(多) 관절 팔이 달려있다.
또한 각 팔의 끝에는 별도의 조임 쇠를 채용, ISS 외부의 손잡이에 단단하게 고정된다. 앞으로 덱스터에 장착될 연장들이 추가로 개발되면 수행 업무도 대폭 늘어날 것으로 전망된다.[아래 덱스터의 새로운 연장 참조]
하지만 ISS에 고정된 채 운용되는 장비인 만큼 지난해 11월 발생한 태양열 전지판 보수작업처럼 트러스가 닿지 않는 곳의 경우에는 덱스터를 활용할 수 없다.
역사상 가장 위험한 우주 유영이 필요했던 이 임무를 수행한 우주비행사는 스콧 파라진스키.
그는 100볼트 이상의 전기가 흐르는 태양열 전지판으로 우주 유영해 가 부서진 조각을 수리한 바 있다.
덱스터 프로젝트의 수석 엔지니어인 CSA의 다니엘 레이 박사는 “덱스터 투입 이후에도 우주인들의 우주 유영이 완전히 사라지지는 않겠지만 불필요한 위험 요인을 최소화할 수 있다”며 “로봇이 할 수 있는 일이라면 당연히 로봇에게 업무가 주어질 것”이라고 말했다.
1. 수리
덱스터의 팔에 달린 바이스 형태의 로봇 손이 회로차단기 같은 역할을 하는 ISS의 전력제어 모듈을 새 것으로 교체한다.
2. 조종
일반적으로 로봇은 우주비행사들이 작업하는 동안 지구의 우주관제 센터에서 원격 조종한다. ISS의 거주자들도 미국 데스티니 실험 모듈에 장착된 2개의 조이스틱과 3개의 디스플레이 창을 활용, 로봇을 조종할 수 있다.
3. 작업 반경
우주관제 센터는 메인 트러스를 따라 캐나담 2와 덱스터를 ISS의 주요 지역으로 보낼 수 있다. 트러스 이송장치에 달린 카메라를 통해 우주관제 센터에서는 문제가 발생한 부위를 자세히 관찰한 뒤 세부적인 수리계획을 세울 수 있다.
4. 고정 장치
캐나담 2가 길게 뻗어 작업을 해야 할 때는 덱스터의 팔 2개 중 하나가 ISS를 잡아 캐나담2를 고정시키고 다른 팔로 작업을 한다. 덱스터의 팔은 팔꿈치처럼 생긴 7개의 관절을 갖고 있어 광범위한 동작을 구현할 수 있다.