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화성용 드라이브에 공헌한 사람들
맥슨과 JPL의 우주 전문가 사이에서 이루어진 수년간의 협력을 통해 퍼서비어런스 미션 중 화성의 귀중한 토양 샘플을 처리하는 BLDC 모터가 개발되었습니다. 이러한 액추에이터에 공헌한 맥슨의 전문가를 만나 구동시킨 것이 무엇인지를 알아보겠습니다.
화성에 한때 생명체가 있었을까요? 이 질문에 답하기 위해 NASA는 나중에 지구로 가져올 토양 샘플을 채집하기 위해 퍼서비어런스 로버를 보냈습니다. 이 미션은 믿을 수 없을 만큼 엄청난 양의 준비와 노고, 그리고 최신 기술의 정점입니다.
로버 내부에는 10개의 맥슨 드라이브가 귀중한 화성 샘플을 처리하며, 그 후 이 샘플을 일단 이 붉은 행성에 그대로 둘 것입니다. 그리고 향후의 미션을 통해 다시 회수하여 지구로 가져올 것입니다. 여기서 사용된 드라이브는 유성 기어헤드 GP 22 UP과 결합된 9개의 EC 32 플랫 모터와 1개의 EC 20 플랫입니다. 또한 6개의 DCX 10 모터가 화성 헬리콥터의 요동판을 제어하는 역할을 합니다. 즉, 모터가 비행 방향을 결정한다는 의미입니다.
이 붉은 행성은 여전히 매혹적입니다. 이는 이러한 프로젝트에 참여한 맥슨 직원의 진술에서 확인됩니다. 다음은 이들의 이야기입니다:
데니제 휘글린(Denise Hüglin), 프로토타입 제작 부문의 생산 기계 장인
“이보다 더 좋은 업무를 요구할 수 없었습니다.”라고 데니제는 말합니다. 이는 항공우주, 의료 또는 로봇 공학 프로젝트 등 어떤 분야의 프로젝트에서든 시제품 제작 작업이 결코 지루하지 않기 때문입니다.
그러나 물론 우주에서 사용되는 드라이브는 특별한 것입니다. 공정, 테스트 및 문서화 등 모든 것이 더 광범위합니다. 또한 데니제와 그의 동료들은 막중한 책임을 지고 있습니다. 그러나 이 팀은 큰 압박감을 감당할 수 있으며 ESA와 NASA의 화성 프로젝트에서 수년 동안 일했으며 함께 성장하여 작은 가족이 되었습니다.
따라서 데니제는 화성에서 잘 작동하는 모든 것에 대해 매우 좋은 느낌을 가집니다. “저는 외계로 날아가는 제품에서 일할 기회가 있다는 것에 감사합니다. 그러한 기회를 갖는 사람이 많지는 않습니다.”
“저는 영감이 백지에서 나오지는 않는다고 생각합니다. 그래서 저는 제 작업장에 흥미로운 모터와 구성 요소를 많이 수집해 두었습니다. NASA의 퍼서비어런스 로버에서 현재 사용되는 브러시리스 드라이브에 대한 핵심 아이디어를 제공한 것은 이러한 구성 요소 중 하나였습니다. 이 차량은 화성에서 샘플을 수집하고 당사의 모터가 그러한 샘플을 처리할 것입니다. 따라서 이러한 모터는 미션 성공에 매우 중요한 요소입니다. 네, 그렇습니다. 저는 인류가 우리 모두 살고 있는 태양계에 대해 배우는 데 도움이 될 무언가에 기여하게 되어 자부심을 가집니다. 우주 임무는 우리 시대의 발견을 위한 탐험이며 최고의 기술 표준을 통해서만 완수할 수 있습니다. 당사의 정밀 드라이브는 보통 그러한 임무에서 중요한 과제를 수행합니다. 실수는 선택 사항이 아니라, 자극을 주는 것입니다. 저는 SpaceLab의 책임자로서 항상 회사를 위해 새로운 기술을 찾고 있습니다. 또한 사람들이 최대한 완벽하게 자신의 업무를 수행할 수 있는 환경을 만들기 위해 노력하고 있습니다. 다행스럽게도 저희 맥슨은 그런 점에서 항상 발전하고 있습니다. 당사는 지정된 개조 사항을 포함한 드라이브를 제공했을 뿐이고, 다음에 발생한 일에 대한 책임은 고객에게 있었습니다. 이제 당사는 우주 애플리케이션에 대한 전문 지식을 보유하고 있으며 업계의 기대에 부응하는 품질 보증 프로세스를 확립했습니다. 의료 분야와 같이 요구 사항이 까다로울 수 있는 다른 산업 분야의 고객도 이 노하우가 주는 혜택을 받게 됩니다. 우주 프로젝트에는 많은 인내가 필요합니다. 저는 10년 넘게 제 일을 해왔지만 이제서야 제 드라이브가 서서히 사용되기 시작했습니다. 따라서 모든 것이 제대로 작동할 때 더욱 만족스러워집니다."
한나 클레바트(Hannah Kleeblatt), 품질 엔지니어 – 프로젝트
품질 엔지니어인 한나는 다른 애플리케이션보다 우주 프로젝트에 대해서 훨씬 더 많은 일을 해야 합니다. 그녀는 복잡한 검사 계획과 상세한 문서를 작성하고, 제품과 문서에 대한 광범위한 검사를 수행한 후 승인을 내립니다. 화성 미션에 사용되는 드라이브의 경우, 고객이 작업 단계, 소재 및 제조 방법 등 모든 것을 면밀히 조사한다는 것이 추가된 요소입니다. 바로 이것이 한나가 이러한 프로젝트를 자신과 맥슨에게 엄청난 기회라고 설명하는 이유입니다. 배울 수 있는 것이 매우 많습니다. 그리고 때로는 비전통적인 솔루션을 수용해야 합니다. 한나와 그의 동료가 인근의 의료기 회사에서 구입한 내시경을 사용하여 NASA의 화성 기어헤드용 내부 기어 플랜지를 밀리미터 단위로 검사했던 때가 그러한 경우입니다.
도미니크 프라이(Dominik Frey), 프로젝트 관리자 - 기어헤드 개발부
도미니크는 우주 프로젝트에 강하게 끌리고 있는 데, 이는 특히 복잡한 요구 사항 때문입니다. 프로젝트 관리자로서 그는 항상 고객의 요구 사항을 염두에 둡니다. 이와 동시에 그는 설계, 구매, 품질 관리 및 생산에 이르기까지 관련된 모든 부서를 조정하여 최적의 솔루션을 찾습니다. 그는 마치 우주 연구자처럼 때때로 미지의 영역과 마주하며 가능한 것의 한계와 그 이상을 밀고 나갑니다. 그러한 상황에서 맥슨이 그에게 기술 문제에 참여하고 차별화하는 자유를 주었다는 사실을 고맙게 생각합니다. 그의 디자인 아이디어는 이미 우주 애플리케이션에 적용되었습니다. 따라서 그가 열정을 가지고 화성 미션의 진행 과정을 따르는 것은 이해할 만합니다.
플로벨라 코스타(Florbela Costa). SpaceLab 프로젝트 관리자
“저는 NASA의 첫 번째 헬리콥터가 화성에서 비행할 때까지 기다릴 수 없습니다. 에어로스페이스의 기술 프로젝트 관리자로서 저는 헬리콥터를 제어하는 데 사용되는 DC 모터를, 정확히 말하면 요동판을 담당했습니다. 저에게 이러한 프로젝트는 꿈의 실현을 의미합니다. 특히 이러한 프로젝트의 경우, 빡빡한 마감일을 맞출 수 있고 당사의 제품이 모든 자격 테스트에서 긍정적인 결과를 얻을 수 있었습니다. 이렇게 놀라운 작업에 참여하게 된 것을 매우 자랑스럽게 생각합니다. 이런 일은 물론 여러 사람이 함께 일해야만 가능한 일입니다. 제 역할은 맥슨의 다양한 부서와 고객 사이를 연결하는 고리입니다. 저는 품질, 기한 및 비용 측면에서 요구 사항을 충족시키는지를 확인합니다. 저는 개발에서 생산에 이르기까지 맥슨의 모든 관련자에게 연락하는 것을 좋아합니다. 또한 항상 항공우주 산업의 매력을 느껴서 우주 프로젝트도 좋아합니다. 이러한 프로젝트는 무엇보다도 진동 및 온도에 대한 저항과 같은 것에 일반적으로 더 높은 품질을 요구하기 때문에 다른 애플리케이션과 다릅니다. 따라서 모든 것을 분석하고 테스트해야 합니다. 당사의 표준 모터에 사용되는 부품을 다시 평가하여, 그러한 부품이 우주나 다른 행성에서 제대로 작동하는지 완벽하게 확인합니다. 많은 작업이 필요하지만, 그만한 가치가 있는 일입니다.”
도미니크 옴린(Dominik Omlin), 에어로스페이스의 생산 엔지니어
“화성에서 사용할 모터를 만들 때는 거의 모든 것이 수작업으로 이루어져야 합니다. 모든 이동과 모든 조립 단계는 문서화되어야 하고 정확해야 합니다. 실수를 해서는 안 됩니다. 당사는 창고에서 즉시 얻을 수는 없는 자재로 작업하고 있습니다. 제 생각에 저는 화성에서는 문제를 해결할 방법이 없다는 것을 알고 있습니다. 당사의 드라이브가 작동해야 합니다. 그렇지 않으면 미션 전체가 실패할 수 있습니다. 그래서 저희는 모든 것에 대해 서로 이야기하고 다음 단계를 논의하며, 두 번째 사람이 엄격한 이중 확인 작업을 합니다. 특수 생산 부서에 속한 저희 팀은 우주 애플리케이션에 사용할 모터 및 드라이브 결합체를 조립합니다. 하지만 그 뿐만이 아닙니다. 또한 의료 부문, 로봇 공학 및 기타 산업에서 오는 주문도 처리합니다. 이 모든 프로젝트가 다르기 때문에 저희는 맥슨 모터 제품군에 대한 폭넓은 지식을 가지고 있습니다. 저는 항공우주 생산 엔지니어로서 많은 업무를 처리해야 합니다. 여기에는 자세한 프로세스 설명서 작성, 드라이브 생산, 직원 교육 및 엔지니어링 부서와의 긴밀한 협력이 포함됩니다. 때때로 저는 모터가 입자로부터 보호되는 청정실에서 몇 시간을 보낼 것입니다. 저는 그곳에서 제 일에 집중할 수 있습니다. Mars 2020 프로젝트의 경우와 같은 프로젝트는 누군가 어깨 너머로 지켜보고 있을 때 항상 쉬운 일은 아닙니다. 당사의 클라이언트인 JPL의 전문가들은 당사와 긴밀히 협력하였으며, 당사의 본사를 여러 번 방문했습니다. 저희는 이들과 함께 문제를 논의하고 해결책을 찾기 위해 함께 노력했습니다. 예, 그렇습니다. 저는 제가 이러한 우주 임무의 일부가 된 것에 자부심을 가집니다. 당사가 하는 일에 대해 고객이 얼마나 감사하고 있는지 알 수 있습니다. 그러면 작업이 더욱 만족스러워집니다.”
카트린 체르지히(Kathrin Tschersich), 프로젝트 샘플 어셈블리 책임자
카트린은 업무를 수행할 때 매일매일이 항상 다르다는 점에 가치를 높게 부여합니다. 그녀는 프로젝트 샘플 어셈블리 팀과 함께 개별적인 기어헤드나 또는 모터, 기어헤드, 엔코더 등으로 구성된 시스템을 제작합니다. 어떤 프로젝트가 우주 애플리케이션이나 의료 기술 또는 산업과 관련되어 있는지와는 무관하게, 과제는 항상 있습니다. 그러나 기술 및 조직적 관점에서 볼 때, 그녀의 팀은 유럽우주국(ESA)의 화성 로버 프로젝트에서 배운 것만큼 많은 것을 배운 적이 없었습니다. “이러한 우주 프로젝트는 자신의 안전지대를 벗어나야만 성장할 수 있다는 것을 보여줍니다. 제 손을 거친 제품이 언젠가는 화성에서 활동할 것이라는 사실에 자부심을 느낍니다.”
아이코 슈텐첼(Aiko Stenzel), 항공우주 설계 엔지니어
“지난 7년 동안, 저는 다양한 화성 미션을 위한 브러시 DC 모터를 제작하는 특권을 누렸습니다. 이 모든 것은 ESA를 위한 ExoMars 프로젝트에서 시작되었으며, 그 프로젝트에서 저는 13개의 서로 다른 드라이브를 담당했습니다. 이러한 드라이브에는 바위가 많은 지형에서 바퀴를 들어 올릴 수 있는 로버의 혁신적인 휠 드라이브가 포함됩니다. 이를 위해 저희는 순수한 자기식 코깅 토크 브레이크를 새로 개발했습니다. 이 브레이크의 아이디어는 로버가 경사면을 굴러가는 것을 막는 것입니다. 그러나 지금까지 가장 흥미로웠던 프로젝트는 NASA의 화성 헬리콥터였습니다. 저에게는 회전자의 블레이드를 제어하는 맥슨 DCX 10 드라이브를 개발할 기회가 있었습니다. 이 드라이브에는 6개의 소형 직류 모터가 필요했습니다. 가장 큰 문제는 중량에 대한 극히 엄격한 요구 사항이었습니다. 헬리콥터가 화성의 희박한 대기에서 날 수 있도록 하기 위해 달성할 수 있는 중량의 1/10을 더 줄여야 했습니다. 중량을 줄였음에도 불구하고, 회전자의 블레이드를 조정할 수 있는 힘을 충분히 가지면서 모든 진동과 온도 변동도 처리할 수 있는 솔루션을 찾을 수 있었던 것은 굉장한 일입니다. 우주용 드라이브와 지구용 드라이브의 주요 차이점은 엔지니어링, 자재 및 프로세스 등에서 가능한 것의 한계를 뛰어넘는다는 것입니다. 예를 들어, 저희는 샤프트를 더 단단하게 만들기 위해 샤프트 제작을 위한 특수 경화 공정을 개발했습니다. 그 외에도 상세한 자재 명세서(BOM), 중량 사양, 무게 중심 계산, 플라스틱 부품의 표면적 계산 등 항상 많은 문서가 필요합니다. 다른 많은 고객들도 우주 분야에서 저희가 축적한 경험을 활용할 수 있다는 것은 좋은 일입니다. 예를 들어, 저희는 현재 표준 상용 생산에 사용되고 있는 화성용 드라이브에 사용하는 특수 용접 기술을 개발했습니다. 맥슨의 카탈로그에는 곧 ExoMars용으로 설계한 자석식 홀딩 브레이크도 포함될 것입니다. 꽤 멋지지 않나요?"
틸로 파프(Thilo Pfaff), 드라이브 생산 엔지니어
항공우주 산업을 위한 정밀 드라이브에 관심이 있다면, 명확하고 철저하게 문서화된 작업 프로세스, 시스템, 운영 자재, 장비 및 인적 자원의 완벽한 상호 작용이 성공의 열쇠입니다. 이러한 상호 작용의 목표는 생산을 되도록 효율적이고 안정적으로 유지하는 것입니다. 바로 이것이 틸로가 생산 엔지니어로서 편안하게 느끼는 세계입니다. 그는 원활한 생산에 필요한 모든 요소를 관리하고 해당 표준을 준수하도록 합니다. 조립 분야의 동료들은 다양한 작업 단계가 어떻게 보이는지를 알고 있으며 또 예를 들어, 안전과 관련하여 또는 드라이브 제작 시 특히 주의해야 하는 사항을 알고 있습니다. 틸로는 표준, 공정 단계 또는 예방 조치가 중요한 이유와 그것이 무엇을 의미하는지 설명하는 것을 좋아합니다. 그는 성공적인 화성 미션에 기여하고 있다는 사실로 인해 자신의 일에 더욱 더 열정을 갖습니다.
Mars2020
현재 진행 중인 NASA의 퍼서비어런스 미션에 대한 맥슨의 기여에 대해 더 자세히 알고 싶으시면 다음을 참조하십시오: mars.maxonworld.com