스위스의 정밀 모터 화성의 귀중한 토양 시료를 움직이다

2월 18일 NASA의 로보 퍼서비어런스(Perseverance)가 화성에 도착합니다. 인간이 지금까지 만들어온 로봇 시스템 중 가장 복잡한 시스템 중 하나인 이 로보는 붉은 행성에 한때 생명체가 존재했는지에 대한 질문의 답을 찾을 것입니다. 맥슨의 여러 전동 드라이브가 토양 시료를 취급하는 데 투입될 것이며, 최초의 화성 헬리콥터를 제어합니다. 

로봇 암은 토양 시료를 옮겨 용적 검사와 영상 검사를 한 다음, 이를 밀봉 스테이션으로 이동하여 마지막으로 임시 보관소로 보냅니다. 이 모든 것이 자동으로 이루어집니다. 사진 출처: NASA/JPL-Caltech

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긴장이 고조되고 있습니다. 미국의 우주항공국 NASA는 그들의 다섯 번째 로보를 화성에 착륙시켜 화성의 토양 시료를 지구로 가져오는 미션을 시작하는 데 성공할까요? 퍼서비어런스(인내심)란 이름의 이 로보는 4억 7천만 킬로미터 이상을 비행한 후 2월 18일 이 붉은 행성의 대기권에 도착합니다. 

모든 것이 계획대로 진행된다면, '퍼서비어런스'는 한때 물이 존재했던 예제로 분화구에 착륙하여 그곳에서 고대 생명체의 흔적을 탐사합니다. 이 로버는 이전 모델인 '큐리오시티'와 유사하지만 최신 측정 장비와 시스템이 장착되어 있습니다. 무엇보다 이 로보는 최대 30개의 토양 시료를 채집하여 개별 용기에 넣어 봉인한 다음 저장합니다. 그러면 맥슨도 참여하는 후속 미션에서 그 시료를 수집하여 지구로 보냅니다. 이 '화성 샘플 귀환'(Mars Sample Return) 프로젝트는 무인 우주 비행의 역사에서 어떤 미션과도 비교할 수 없는 가장 복잡한 미션입니다. 

'퍼서비어런스'에 대한 책임은 NASA의 제트 추진 실험실(JPL)이 맡고 있으며, 시료 취급 임무를 위한 기술은 모터 제조사 맥슨이 책임지고 있습니다. 로보에 탑재된 열 개의 전동 드라이브는 특히 로봇의 팔을 움직여 시료를 각 스테이션으로 옮기도록 합니다. 또한 이 모터는 용기를 밀봉하여 제자리에 놓을 때도 사용됩니다. 

미션에서 가장 중요한 과제를 담당하는 드라이브

지금까지 화성에서 신뢰성 있게 작동하였던 100개 이상의 맥슨 드라이브와 같이 “퍼서비어런스”에 탑재된 모터도 표준 카탈로드 제품에 기반을 두고 있습니다. 이 모터들은 아홉 개의 브러시리스 DC 모터 EC 32 플랫과 유성 기어 GP 22 UP이 장착된 EC 20 플랫입니다. 

맥슨의 엔니지어는 수년간 JPL의 전문가와 긴밀하게 협력하여 이 드라이브를 개조하고 정밀하게 테스트하였습니다. 결국 많은 것들이 드라이브의 원활한 작동 여부에 달려 있기 때문입니다. 맥슨의 스페이스랩(SpaceLab) 책임자인 로빈 필립스(Robin Phillips) 씨는 다음과 같이 말합니다. “저희는 매우 중요한 애플리케이션에 참여하고 있습니다. 저희 회사의 BLDC 모터가 장착된 로봇의 팔이 움직이기 않거나 그리퍼가 작동하지 않는다면, 이 미션에 실패하게 될 것입니다.”  

맥슨이 최초의 화성 헬리콥터에도 참여하다

로보의 하단에는 우주 비행 역사상 화성에서 최초로 비행할 헬리콥터 드론인 인제뉴어티(Ingenuity)가 장착되어 있습니다. 이 드론은 태양광으로 작동하며, 무게는 1.8킬로그램에 불과합니다. 직경이 10mm인 맥슨의 브러시 DCX 모터 여섯 개가 회전자 날개의 기울기를 조절하여 비행 방향을 제어합니다. 이 드라이브는 에너지 효율성이 높으며 동적이고 상당히 가볍습니다. “저희는 모터가 화성의 가혹한 환경 조건에서 원하는대로 작동할 수 있는지를 확인하기 위해 개발 단계에서 광범위한 테스트를 실행하였습니다.”고 맥슨의 프로젝트 책임자인 프로벨라 코스타(Florbela Costa) 씨는 말합니다. 

NASA는 향후의 드론 비행을 위해 이 실험으로 콘셉트를 테스트할 것입니다. 왜나하면 화성에서의 비행은 일종의 도전이기 때문입니다. 화성의 대기는 여기 지구의 고도 30킬로미터에 해당하는 조건과 비교할 수 있을 만큼 상당히 희박합니다. 이 드론의 첫 번째 비행은 5월로 계획되어 있습니다.  

우주 애플리케이션은 맥슨에게 있어서 작은 일부분에 속하는 주문이지만, 이 주문에 부과된 높은 수준의 요구 사항으로 인해 맥슨은 계속 발전합니다. 이러한 발전은 예를 들어, 높아진 품질 기준과 새로운 시험 방법 및 프로세스에서 잘 드러나며, 이로 인해 의료 기기와 같은 분야의 고객도 혜택을 받습니다. “게다가 이러한 우주 미션은 아주 매력적인 일입니다.”고 맥슨 그룹의 CEO인 오이겐 엘미거(Eugen Elmiger) 씨는 말합니다. “저희 드라이브가 이러한 기술적으로 혁신적인 화성 미션에 투입된다는 것에 대해 저는 영광스럽게 생각하며 또한 자부심을 느낍니다.”