1.81㎞ 거리에서 무선으로 전력 보냈다…세계 최장 기록

항우연·전기연 공동 연구진 ‘무선 전력 송신’ 기술 실증

한국항공우주연구원과 한국전기연구원 연구진이 최근 1.81㎞ 거리에서 무선으로 전력을 보내는 데 성공했다. 이는 미 항공우주국(NASA)의 기록을 뛰어넘는 역대 최장 길이다. 사진은 연구진이 실험에 사용한 '에어로스탯'./한국항공우주연구원 유튜브 캡처

국내 연구진이 지상에서 1.81㎞ 거리에 떨어진 비행체로 전력을 보내는 데 성공했다. 미 항공우주국(NASA·나사) 연구진이 1975년 달성한 1.6㎞ 기록을 뛰어넘는 기록이다.

22일 한국항공우주연구원과 한국전기연구원에 따르면 지난해 11월 21일 여주에 설치한 심우주안테나 ‘KDSA’를 이용해 비행체인 ‘에어로스탯’에 전력을 보내는 데 성공했다.

KDSA는 달 궤도선 다누리와의 통신을 위해 만들어진 설비로 지름이 35m에 달하는 국내 최대 규모 우주 안테나다. 항우연 연구진은 KDSA에서 무선으로 2㎾의 전력을 에어로스탯에 달린 안테나로 보냈다. 에어로스탯은 공기보다 가벼운 기체를 이용한 비행체를 말한다. 에어로스탯에는 발광다이오드(LED)를 붙여 전력을 정상적으로 받았을 때 빛을 내게 했다.

박종덕 항우연 책임연구원은 “안테나에서 무선으로 신호를 보낼 때 수신기에서 전기가 어느정도 만들어지는지 확인하는 실험”이라고 설명했다.

이상화 한국전기연구원 책임연구원은 “심우주안테나에서 전파를 쏘면 안테나에서 전파를 수신하고 변환된 전기 신호로 LED에 불이 들어오는 방식”이라고 말했다.

일주일 뒤인 지난해 11월 28일에는 55m 고가사다리를 이용해 지상에서 지상으로 전력을 보낼 수 있다는 것도 확인했다. 최준민 항우연 책임연구원은 “우주태양광 발전을 하기 위한 진도를 어느정도 나간 것”이라며 “우리가 알고 있는 전파에서 전기가 회수될 수 있다는 것을 보여준 실험”이라고 설명했다.

무선 전력 송신 기술은 기후 변화를 막기 위한 우주태양광 발전을 구현하기 위해 필수적인 기술로 꼽힌다. 우주 공간에서 태양광 패널을 띄워 전력을 만든 후 지구로 송신해 사용하는 방식으로 지구 대기에 의한 태양광 손실을 최적화하면서 무한한 에너지를 얻을 수 있는 기술이다. 다만 수백~수천㎞에 달하는 거리에서 전력 손실을 최소화해야 하는 만큼 한계점도 명확하다.

우주 태양광 발전 기술은 최근 에너지 안보와 탄소 중립이 중요해지면서 연구에 가속도가 붙고 있다. 유럽우주국(ESA)은 지난해 우주 태양광 발전 프로젝트 ‘솔라리스’ 계획을 승인했다. ESA는 “본격적인 연구에 돌입해 2025년까지 우주 태양광 발전 기초 기술을 확보할 예정”이라며 “2040년까지 상용화 수준의 우주 태양광 발전 기술을 확보하는 것이 목표”라고 밝혔다.

미국도 나사와 미 해군연구소(USNI), 주요 대학 연구진이 무선 전력 송신을 개발하고 있다. 미 해군연구소는 2020년 가로·세로 길이가 30㎝에 불과한 전력 송신 장치를 우주에 띄운 후 태양광 발전이 가능하다는 것을 확인했다. 미국 캘리포니아공대(칼텍) 연구진도 지난해 1월 우주태양광 전력 실험장치(SSPD)를 스페이스X의 우주선에 실어 발사한 후 우주태양광 발전 기술을 시험한 바 있다.

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