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3D 프린팅 / 신기술|미래 / 애플리케이션

나사가 3D 프린터를 우주에 쏘아올리는 이유

2015.05.22 Lucas Mearian  |  Computerworld
우주에서는 제품 공급과 관련해 아주 큰 문제 하나가 있다. 무언가를 궤도 밖으로 발사하는데 드는 비용은 킬로그램당 1만 달러라는 점이다. 물 1리터를 우주로 싣고 가는 비용 역시 1만 달러다.

나사(NASA)가 로켓에 실어 우주로 발사하는 물체 가운데 우주인이 실제 시험에 사용하는 물체는 단 2%에 불과하다. 나머지 중량은 우주선 자체와 연료가 차지한다.

즉 국제 우주 정거장(ISS: International Space Station)에서 실험을 하려 한다면, 아주 작은 물체를 보내는데도 큰 돈이 든다는 의미다.

나사와 파트너인 메이드인스페이스(Made In Space Inc.)는 올해 중 국제 우주 정거장에 3D 프린팅 시설을 설치해 이 문제를 조금이나마 해결한다는 계획을 갖고 있다.



메이드인스페이스의 제이슨 던 CTO는 우주에 설치될 3D 프린터가 지상에서 CAD 디자인과 .stl(sterolithography) 파일을 전송 받아 우주인에게 필요한 여러 도구를 출력할 것이라고 설명했다. 또 모든 국적의 우주인들이 이 3D 프린팅 시설을 이용할 수 있을 것이라고 덧붙였다.

던은 RAPID 컨퍼런스에서 자신의 회사가 지난 해, 화물 우주선인 스페이스 엑스 드래곤(SpaceX Dragon)을 이용해 사상 처음 FFF(Fused Filament Fabrication) 3D 프린터를 우주로 보낸 바 있다고 설명했다.

이 작은 데스크톱 3D 프린터를 이용해 SD 카드 한 장에 저장된 도면을 이용해 20개의 물체를 인쇄했다. 21번째 물체는 메이드인스페이스에서 디자인한 .stl 파일이었다.

ABS 열가소성 소재를 이용해 렌치 머리를 인쇄하는데 약 2시간이 소요됐다. 우주선 조종사인 배리 윌모어는 3D 프린터에서 완성된 렌치 헤드를 꺼내면서 '라쳇(Ratchet, 렌치 몸통)'도 있었으면 좋겠다고 말했다.

이에 메이드인스페이스는 3D 프린터로 인쇄할 수 있는 라쳇를 설계한 후, 나사의 승인을 거쳐 7일 뒤 우주 정거장에 파일을 전송했다. 윌모어는 이를 조립해 사용했다. 몹시 반가워했던 것은 물론이다.

던은 "우리는 우주 정거장을 3D 프린팅 기술을 입증하는 시험대로 활용하고 있다. 현재 우주 정거장은 공간이 제한되어 있다. 예비 부품 등 중복 부품으로 가득하기 때문이다"라고 말했다.

또 쓰레기도 많다. 던은 이 쓰레기를 프린터용 폴리머 필라멘트로 재생해 새로운 도구와 테스트 장비를 인쇄할 수도 있다고 강조했다. 나사는 현재 메이드인스페이스와 함께 ISS에 폴리머 재생 시설을 만들 준비를 하고 있다.

던은 장기적으로 3D 프린팅(또는 적층 가공) 기술이 인간을 다른 행성으로 이주시키는 경로를 제시할 것이라고 믿고 있다. 현지에서 획득한 소재를 이용해 필요한 공급물자를 인쇄하고, 더 이상 필요 없는 소재를 재생해 다시 사용할 수 있기 때문이다.

그에 따르면 적층 가공 기술은 또 내구성이 약한 물체를 우주로 실어 보내는 대신 우주에서 직접 생산해 이용할 수 있게 해줄 수도 있다. 현재 내구성이 약한 물체는 우주선 발사 과정에서 생성되는 2G에 달하는 압력을 견뎌내지 못한다. 그러나 우주에서 출력하면 이런 걱정을 할 필요가 없다.

이 밖에 시간 비용 측면에서도 이점이 있다는 설명이다. 현재 비행 중에 특정 도구가 필요한 경우, 우주인이 필요에 부합하는 물건을 '임시방편'격으로 만들기 위해 시간을 투자해야 한다. 우주인의 시간당 원가가 약 4만 달러인 점을 감안하면, 이 시간에 3D 프린터와 부품을 이용해 도구를 제작하는 더 효과적일 수 있다.

던은 "우주 공간에 추가되는 잡동사니와 불필요한 시간 낭비를 없앨 수 있다. 즉 필요할 때 필요한 물건을 만들면 된다"라고 강조했다. ciokr@idg.co.kr 
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