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Jul 08, 2023

우주 트랙터 빔은 공상 과학 소설이 아닐 수도 있습니다

2023년 6월 1일 이 기사

2023년 6월 1일

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작성자: Daniel Strain, 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스

2009년 2월 10일, 시베리아 반도 수백 마일 상공에서 재난이 발생했습니다. 그날 저녁, 지구 궤도를 도는 사라진 러시아 위성이 시속 수천 마일의 속도로 이동하는 이리듐 33이라는 통신 위성과 충돌했습니다. 두 우주선 모두 파편의 비를 일으키며 1,800개 이상의 파편 덩어리를 전 세계로 나선형으로 보냈습니다.

다른 우주선(또는 인간)은 피해를 입지 않았지만 많은 항공우주 엔지니어들에게 이 사건은 다가올 일의 징조였습니다. 공간이 점점 혼잡해지는 것 같았습니다.

NASA는 현재 소프트볼 크기 이상의 잔해 덩어리 약 23,000개가 우주를 떠돌고 있는 것으로 추정합니다. 그 모든 쓰레기는 이리듐 33을 파괴한 것과 같은 또 다른 충돌이 매년 점점 더 많이 발생하고 있음을 의미합니다. 다만 이번에는 낙진이 훨씬 더 심해질 수 있습니다.

"우주 잔해의 문제는 일단 충돌이 발생하면 더 많은 우주 잔해가 생성된다는 것입니다."라고 CU Boulder의 항공우주공학 박사과정 학생인 Julian Hammerl은 말했습니다. "또 다른 충돌을 일으킬 가능성이 높아져 더 많은 잔해가 생성됩니다. 계단식 효과가 있습니다."

Hammerl과 Hanspeter Schaub 교수가 이끄는 팀은 이러한 폭포가 시작되기 전에 이를 막을 계획을 가지고 있습니다. 연구자들은 SF에서 가장 오래된 비유 중 하나인 스타쉽 엔터프라이즈(Starship Enterprise)가 소행성을 안전하게 이동시키기 위해 사용하는 것과 같은 트랙터 빔을 활용하고 있습니다.

이것을 상상해 보십시오: 멀지 않은 미래에 작은 우주선 함대가 지구 주위를 맴돌면서 지구 주위의 지구 동기 궤도에서 죽은 금속 덩어리와 만날 수 있습니다. 그런 다음 "전자빔"이라는 장치를 사용하여 이 우주 쓰레기 수거 트럭은 손을 대지 않고도 잔해물을 천천히 안전하게 운반합니다. 이 모든 것은 건조기에서 양말이 바지에 달라붙게 만드는 것과 동일한 종류의 물리학을 활용합니다.

Ann and HJ Smead 항공우주공학과의 Schaub 회장은 "우리는 인력 또는 반발력을 생성하는 정전기력을 생성하고 있습니다."라고 말했습니다. "스타 트렉에서 볼 수 있는 트랙터 빔과 비슷하지만 그다지 강력하지는 않습니다."

첫째, Schaub와 그의 동료들은 최근 수많은 연구에서 설명한 일련의 과제를 해결해야 합니다. 예를 들어, 연구자들은 지구 주변의 놀랍도록 복잡한 환경을 재현하기 위해 새로운 시설을 사용하고 있습니다. 그들은 또한 언젠가 트랙터 빔이 어떻게 지구와 달 사이의 우주 공간에서 잔해물을 제거할 수 있는지에 대한 목표를 설정하고 있습니다.

Schaub와 함께 일하는 박사과정 학생인 Kaylee Champion은 "우주에 있는 물체를 만지는 것은 매우 위험합니다. 물체는 매우 빠르게 움직이고 종종 예측할 수 없게 움직입니다."라고 말했습니다. "이것은 우주선 서비스를 위한 보다 안전한 방법을 많이 열어줄 수 있습니다."

Champion과 그녀의 동료 연구원들은 현재 대학 동부 캠퍼스의 Flatirons가 보이는 실험실에서 이러한 길을 탐색하고 있습니다.

소수의 학생들이 위스키 통 크기의 원통 주위에 모여 있습니다. 두꺼운 스테인리스 스틸 층으로 만들어졌으며 내부를 들여다볼 수 있는 현창 모양의 창문이 여러 개 있습니다. 플라즈마와 우주선 사이의 상호 작용을 위한 정전기 충전 연구소(ECLIPS)라고 불리는 이 진공 챔버가 현재 기지에 열려 있습니다. 그러나 모터의 윙윙거리는 소리와 함께 실린더는 클램프가 닫힐 때까지 천천히 아래로 내려갑니다.

곧 펌프가 챔버의 압력을 낮추기 시작합니다. 하루쯤 지나면 내부에 공기가 남지 않게 됩니다. 바로 볼더 중앙에 있는 작은 공간입니다. Schaub와 그의 팀은 이 챔버를 직접 설계했으며 이는 미국의 다른 연구 시설과는 다릅니다.