우주탐험용 타이어는 다르다

우주과학에 있어 모든 장비와 부품은 중요하다. 작은 부품 하나라도 소중하지 않은 것이 없다. 그 중에서 빠져서는 안 될 한 가지를 꼽는다면 바로 ‘타이어’다.
인류가 만든 탐사선이 착륙해 직접 바퀴를 굴려 움직인 곳은 달과 화성이 유일이다. 1969년 아폴로 11호 등이 달에 착륙해 탐사 활동을 벌였다. 화성에는 현재 착륙선 오퍼튜니티와 큐리오시티가 정찰 임무를 이어가고 있다.
달을 비롯해 화성 등 우주탐사를 할 때 특별한 타이어가 있어야 한다. 지구의 지표면과 다르기 때문이다. 탐험에는 이동성이 기본이다. 지구에 있든, 달과 화성에 있든 한 곳에서 다른 곳으로 이동하기 위해서는 ‘타이어’가 필수이다.
미국 항공우주국(NASA)은 수십 년 동안 우주 탐험에 필요한 타이어를 개발해 왔다. 최근 새로운 디자인과 재료로 타이어 제작에 나서고 있다. 우주과학이 발전하면서 ‘우주탐험용 타이어’도 진화하고 있다.
초기 우주탐험 타이어는 움직이는 것과 우주비행사에 초점을 맞췄다. 달 표면을 가로지르기 위한 목적이었다. 네 개의 유연한 와이어 메쉬로 만든 타이어였다.

큐리오시티가 화성에 착륙한 1년 뒤 타이어에 손상이 확인됐다. 출처 : NASA

2000년대 중반 나사는 ‘굿이어(Goodyear)’사와 협력해 수백 개의 코일 철선으로 이뤄진 공기 없는 ‘스프링 타이어’를 개발했다. 스프링 타이어는 부드러운 모래와 암석 등의 지형에서 매우 우수한 성능을 보였다. 견인력은 물론 내구성이 뛰어났다.
‘스프링 타이어’에서 한 발짝 더 나아가게 된 계기는 화성 착륙선 큐리오시티 때문이었다. 큐리오시티가 화성에 착륙한 1년 뒤에 문제가 발생했다. 예상치 못한 화성의 혹독한 지역의 영향으로 2013년 큐리오시티 타이어에 중요한 결함이 발견됐다. 나사는 더 발전된 ‘스프링 타이어’에 대한 시제품 제작에 들어갔다. 화성의 먼 곳까지 진출해 탐험을 펼치기 위해서는 타이어를 만들 새로운 물질이 요구됐다.
타이어가 변형되더라도 원래 모양으로 돌아갈 수 있는 기능을 가진 형상 기억 합금 ‘니켈 티타늄’이 추가됐다. 형상기억 타이어를 제트추진연구소로 보낸 뒤 실험에 들어갔다. 이 타이어는 매우 험한 지형에서 인상적 활동을 펼쳤다.
새롭고 높은 성능을 갖춘 타이어는 이제까지 탐험 가능한 지역을 넘어 더 넓은 지역에 대한 정찰을 가능하게 할 것으로 기대된다. 손상도 적고 쉽게 빠지지 않으며 무엇보다 더 무거운 장비들을 싣고 자유롭게 움직일 수 있는 장점을 지닌다.
최근 기술자와 재료과학자들은 이른바 ‘스핀오프(spinoff)’ 타이어 실험을 진행하고 있다. 지구에서 자동차와 트럭에 장착해 시험을 이어가고 있다.

https://nasa.tumblr.com/post/168228876019/reinventing-the-wheel?linkId=45591242

한국과학기자협회