우주에서 태양광으로 만든 전기, 지구로 쏜다

미국 캘리포니아공과대 무어 연구소 옥상에서 메이플이 보낸 신호를 확인하는 연구팀. Ali Hajimiri 제공

우주에서 태양광으로 만든 전기를 지구로 가져올 수 있을까요. 우주에서 태양광 발전을 하면 낮과 밤, 날씨에 상관없이 24시간 내내 태양 에너지로 전기를 만들 수 있어요. 햇빛을 반사하는 구름이 없어 훨씬 큰 에너지를 받을 수 있지요. 하지만 우주에서 만든 전기 에너지를 먼 거리의 지구로 보내는 것이 숙제였어요.

지난 6월 미국 캘리포니아공과대 알리 하지미리 교수팀은 지난 1월 우주로 쏘아 올린 우주 태양광 발전 시연기(SSPD)가 보낸 전기 신호를 지구에서 수신하는 데 최초로 성공했다고 발표했어요. 이번 실험은 시연기에 탑재된 무선 전력 전송 장치인 ‘메이플’을 통해 이뤄졌습니다.

메이플 내부에는 송신기와 수신기가 약 30cm 간격을 두고 떨어져 있어요. 수신기가 태양 에너지를 받아 이를 전기로 변환하면 송신기가 전기를 전파의 일종인 마이크로파로 바꿔 지구로 전송합니다.

연구팀이 제작한 우주 태양광 발전 시연기에 탑재된 3가지 장비 중 하나인 ‘돌체’. 태양광 패널을 갖춘 위성으로 앞으로 돌체를 통한 실험 결과도 발표할 예정이다. 미국 캘리포니아공과대 제공

연구팀은 전파가 만나 더해지는 ‘전파 간섭’ 원리를 이용해 전파를 지구의 원하는 곳으로 보낼 수 있었습니다. 송신기에는 총 32개의 안테나가 설치되어 있어요. 각 안테나에서 방출된 전파가 특정 지점으로 모이면서 더해져 전파의 세기가 먼 거리의 지구까지 올 수 있을 정도로 커졌지습니다. 한국천문연구원 손봉원 박사는 “컴퓨터로 각 안테나에서 전파를 방출하는 시간을 조절해 원하는 위치로 모은 것”이라고 설명했습니다.

연구를 이끈 알리 하지미리 교수는 “아주 적은 수준의 에너지였지만 우주에서 지구로 전기를 보낸 것은 세계 최초”라며 “이 같은 방식으로 외딴 지역, 전쟁이나 자연재해로 황폐해진 지역에도 전기를 보낼 수 있다”고 말했습니다.

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어린이과학동아 7월 1일, [과학뉴스] 우주에서 태양광으로 만든 전기, 지구로 쏘다!

[배하진 기자 haeil@donga.com]