한국항공우주연구원

통상적인 인공위성은 주어진 임무를 수행하기에 적합하기는 하지만, 여러 가지 결점을 안고 있다. 인공위성 본체도 상당히 고가일 뿐만 아니라, 이를 궤도에 올리는 것 역시 비용이 만만치 않은 과정이다. 또한, 한번 사용한 위성을 재사용 하는 것은 불가능 하다.

Titan Aerospace사는 이러한 문제들을 해결할 수 있는 대안을 제시하고 있다. 이 회사에서 개발중인 Solara 고고도 무인기는 “대기권 내 인공위성”으로의 활용을 목적으로 하고 있다. 이를 위해서 고고도의 대기에서 최장 5년 동안 연속적으로 자율 비행을 하는 것을 목표로 하고 있다.

현재 Solara는 두 가지 모델로 개발되고 있다. Solara 50은 50m의 날개 길이, 15.5m의 동체 길이를 갖고, 무게는 159kg이며, 32kg의 적재하중을 제공할 예정이다. Solara 60은 날개 길이가 60m이며, 100kg의 적재하중을 제공할 예정이다. 두 가지 모델 모두, 주익과 미익 상면에는 대략 3,000개가량의 태양전지가 장착될 예정이며, 이는 구름 혹은 날씨의 영향권을 벗어난 20km의 항속고도에서 매일 7kW의 전력을 생산해 낼 수 있다. 생산된 전력 중 수백와트는 기내에 장착된 리튬-이온 배터리에 저장되어, 야간비행동안 모터, 자율비행, 센서, 원격측정시스템 등의 가동을 유지할 수 있도록 한다.

비행체는 자정이 조금 지난 시간에 지면에서 이륙하면서 임무를 시작하며, 항속고도까지 자체 배터리를 이용하여 상승한다. 그 다음날은 낮 시간 동안 태양전지 충전을 하며 하루를 보낸다. 그렇게 함으로써 5년에 걸친 지속적인 충전-저장 사이클을 시작하게 된다. 임무를 완수한 이후, 비행체는 지면으로 귀환하여 그 장비와 부품들을 재활용 할 수 있게 된다. Solara의 항속 속도는 대략 104km/h가 될 것이며, 임무 가능 거리는 450만 km 이상에 이를 예정이다. 즉, 대부분의 임무는 주어진 지역 상공을 원형으로 비행하며 수행하게 된다.

주요 임무들은 감시, 자산 관리, 실시간 맵핑, 혹은 곡물, 날씨, 재난 지역에 대한 모니터링 등, 통상적인 저고도 위성이 수행할 수 있는 대부분의 임무들을 포함한다. 또한, 타이탄 사는 무인기 한대로 16,800 평방킬로미터 이상에 달하는 휴대전화 통화권역을 제공할 수 있으며, 이는 지상 기지국으로는 100개 정도가 필요한 영역이다. 

타이탄 사에 따르면, 이미 소형 프로토 타입에 대한 시험 비행들은 수행 되었으며, 1년 이내에 실제 크기의 Solara 50과 60 기종을 비행 시킬 수 있을 것으로 내다보고 있다. 아직 가격에 대한 정보는 알려지지 않았다.

Lockheed Martin사 또한 Solara와 비슷한 기능을 제공할, High Altitude Long Endurance - Demonstrator (HALE-D)라고 불리는 비행선 형태의 무인 비행체를 개발 중에 있다.

※ 이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
출처: “Solar-powered UAV could fly in the upper atmosphere for 5 years at a time"
      http://www.gizmag.com/solara-uav-atmospheric-satellite/28886/ 

작성 : 한국항공우주연구원 박상욱 (선임연구원)