우주에서 만든 전기 지구로 쐈다… 美, 우주 태양광 발전 첫 성공

미국 캘리포니아공대 연구진이 이달 태양광 패널을 우주로 보내 에너지를 지구로 보내는 실험을 시작했다. 사진은 지구 저궤도에 도착한 우주 태양광 전력 시험장치. /Caltech

날씨의 영향을 받지 않는 우주에서 태양광 발전을 한다는 꿈만 같은 일이 실제로 이뤄졌다.

미국 캘리포니아 공대(칼텍)는 13일(한국시각) ‘우주 태양광 전력 실험장치(SSPD)’에서 만든 전기를 지구로 보내는 실험에 성공했다고 밝혔다. 작은 수준의 에너지였지만 우주에서 태양광 발전으로 에너지를 만들어 지구로 전송하는데 최초로 성공한 것이다.

앞서 칼텍은 지난 1월 3일 스페이스X의 발사체에 SSPD를 실어 우주로 발사했다. 칼텍 연구진은 발사 당시 6개월 동안 우주 태양광 발전 기술을 실험하겠다고 밝혔다. 알리 하지미리 칼텍 전자·생물의학과 교수는 “우주 태양광 발전의 상용화를 위해서는 아직 해결할 문제가 많지만, 이번 실험에서 많은 것을 배울 수 있길 기대한다”며 “우주 태양광 발전의 상용화는 불가능한 것은 아니라고 본다”고 말했다.

SSPD는 3개의 장치로 구성돼 있다. 태양전지판을 펼치고 위성의 자세를 잡는 돌체(DOLCE), 무선 전력 송신 장치인 메이플(MAPLE), 시험용 태양전지 32종 중 발전 효율이 우수한 것을 선별하는 알바(ALBA)다.

칼텍이 우주 태양광 발전 실험에 나선 건 우주에서의 발전 효율이 지구보다 월등히 좋기 때문이다. 태양에너지는 지구에 진입하면서 대기 중에 반사되거나 구름이나 먼지의 영향으로 약해진다. 지구에 진입하기 전보다 대략 8분의 1 정도 수준으로 에너지가 약해진다. 게다가 지구에서는 날씨의 영향으로 태양광 발전을 할 수 없을 때도 많다. 이에 비해 우주에서는 날씨의 구애를 받지 않고 365일, 24시간 내내 고효율의 태양광 발전을 돌릴 수 있다.

알리 하지미리 칼텍 전자·생물의학과 교수를 비롯한 연구진들이 SSPD가 보낸 마이크로파를 수신하고 있다. /Caltech

문제는 우주에서 태양광 발전으로 만든 에너지를 지구로 보내는 일이다. 우주에서 만든 전기에너지를 지구로 보내려면 마이크로파로 바꿔야 하는데 에너지 손실이 크다. 칼텍은 SSPD가 만든 에너지를 마이크로파로 바꿔서 캘리포이나 패서디나 캠퍼스의 안테나 설비로 수신했다.

알리 하지미리 교수는 “우주 태양광 발전 기술이 에너지에 대한 접근권을 민주화할 것”이라며 기대감을 보였다.

아직은 초기 수준이지만, 우주 태양광 발전이 가능하다는 것이 증명된 만큼 각국의 기술 개발에도 속도가 붙을 것으로 보인다. 미국 외에도 유럽우주국(ESA)은 2040년대를 목표로 우주 태양광 발전소 건설을 추진하고 있고, 일본과 중국도 우주 태양광 발전 기술을 개발하고 있다.

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