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태양계 탄생의 비밀을 찾아서

태양계 탄생의 비밀을 찾아서

 
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– 3D프린팅 부품이 탑재된 우주 탐사선 루시, 12년간의 항해 시작

2021년 10월 16일 탐사선 루시가 플로리다의 케이프 커내버럴 우주기지에서 아틀라스 V 로켓에 탑재되어 발사되었다. 록히드 마틴이 제작한 이 우주선에는 첨단 원격 감지 기기, 소행성 표적을 추적할 수 있는 자율 소프트웨어, 그리고 3D 프린팅 부품이 탑재되어 있다.

향후 12년 동안 루시는 64억km를 여행하여 목성 궤도의 소행성 1개와 트로이 소행성 7개를 탐사할 예정이다. 트로이군 소행성은 태양과 목성의 중력이 균형을 이뤄 사실상 중력이 0이 되는 지점인 라그랑주 포인트에 묶여 목성의 앞과 뒤에서 태양 궤도를 돌고 있다. 루시라는 이름은 최초 인류 화석인 루시(오스트랄로피테쿠스 아파란세스)에서 따왔다.

과학자들은 이 소행성 군이 40억년 전 태양계가 형성되었을 때부터 거의 변하지 않은 원시상태 그대로일 것으로 추정한다. 그 소행성의 형성과 태양계의 진화에 대해 이전에 알려지지 않았던 정보를 밝혀낼 수 있을 것으로 본다.

루시 탐사선은 끝에서 끝까지 52피트(16미터)가 넘는다. 대부분은 거대한 태양 전지판이며, 각각 지름이 7미터에 달하며, 우주선이 목성 궤도로 날아갈 때 우주선의 시스템에 동력을 공급하는데 필요한 것이다. 모든 기구와 지구와의 통신에 필요한 6.5피트(2미터) 높이의 안테나는 훨씬 작은 우주선 본체에 위치하게 될 것이다.

록히드는 강력한 내열 설계로 -250˚F에서 300˚F에 이르는 극한의 우주 온도로부터 루시를 보호하고 트로이 소행성의 지질학, 구성, 구조를 연구하기 위한 탐사 시스템을 탑재했다. 또한 3D 프린터로 제작한 브래킷과 세 가지 다른 재료로 만든 하니스 클램프와 같은 고급 생산 부품을 포함시켰다.

하지만 루시는 3D 프린팅 부품을 날린 최초의 행성간 우주선은 아니다. 2011년, 주노라고 불리는 또 다른 록히드 우주선은 티타늄 합금으로 만들어진 12개의 3D 프린팅 브래킷을 장착하고 목성을 탐사하고 연구하기 시작했다. 지금까지도 여전히 우주를 여행하고 있으며, 2025년 9월까지 태양계에서 가장 큰 행성에 대한 조사를 계속할 것이다.

수 년간 록히드는 스마트 제조 부품을 미국 전역의 주요 공장에 통합해 왔다. 이 항공우주회사는 캘리포니아에 자체 3D 프린팅 전용 제조 센터인 적층설계제작센터(ADMC)까지 두고 있다. 연구와 제조의 격차를 해소하기 위해 만들어진 ADMC는 3D 기술을 사용하여 군사 위성, 탑재된 고압 연료 탱크용 3D 인쇄 돔, NASA의 오리온 우주선처럼 우주 임무에 필요한 비행 가능 부품 등 인류의 지속적인 우주 탐사를 위한 부품을 제작해 왔다. 인간들을 화성에 데려갈 수 있도록 말이다. 2018년 6,775평방피트의 3D 프린팅 연구센터는 3D 프린터와 재료의 사용 및 취급에 대한 안전 및 위험 완화 절차를 모두 충족하면서 적층 제조에 대한 UL 3400 인증을 획득한 최초의 기업이 되었다.

루시의 탐사 궤도. 현재 태양을 공전하고 있으며 2022년 10월에 지구의 중력 보조를 위해 지구로 다시 접근한다.

현재 진행 중인 3D 프린팅 투자의 일환으로, 록히드는 3억 5천만 달러를 산업용 3D 프린터와 가상현실 디자인을 갖춘 게이트웨이 센터라고 불리는 최첨단 위성 생산 시설에서 썼다. 심지어 전 세계에서 가장 실험적인 항공기와 획기적인 기술의 개발을 담당하는 스컹크웍스 사에서도 AM을 사용하여 프로세스와 성능을 향상시키고 비용을 절감한다. 또한, 다양한 첨단 소재와 제조 기술을 개척하여 초고속·초음속 개념을 만들어냈다.

루시 프로젝트에 6년 넘게 매달린 끝에 마침내 루시가 도움닫기를 하고 있다. 현재 루시는 시속 약 67,000마일(시속 108,000km)의 속도로 태양을 공전하여 중력 보조를 위해 2022년 10월에 지구로 다시 접근하는 궤도를 여행하고 있다. 루시가 최초의 트로이 소행성에 도달하기까지 몇 년이 걸릴 것이지만, 이 임무의 주임 조사관 할 레비슨은 이 물체들은 “기다리고 노력할 가치가 있다”고 말한다. 그들의 엄청난 과학적 가치 때문에, “그것들은 하늘에 있는 다이아몬드 같다”고 말한다.

320만 년 된 루시 해골이 인류 진화에 대한 우리의 이해를 근본적으로 변화시켰듯이, 이 임무는 지구를 포함한 행성들이 어떻게 형성되었는지를 이해하는 방식을 바꾸는 것을 목표로 한다. 역사상 어떤 다른 우주 미션도 우리 태양 주위의 독립된 궤도에 있는 많은 다른 목적지들로 발사되지 않았으며, 그것이 AM을 활용하고 있다는 사실은 우주 산업과 궁극적으로 지구 밖의 탐험에 대한 적층 기술의 중요성에 대한 지속적인 증거다.

나사는 2,033년 루시의 임무가 마쳐도 목성의 공전궤도에서 수 십만년간 여행을 할 것이며, 언젠가 이 탐사선을 회수할지도 모르는 먼 미래의 후손들에게 보내는 메시지를 탑재했다고 밝혔다.

  • 출처 : 3DPrint.com
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Rick Kang

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