햇빛만으로 비행하는 지름 1cm 초경량 비행체, 화성탐사도 노린다

작성일 08-18

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         <section dmcf-sid="0s6HRbGkMN">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="7db0bd83b4963b41d231e6c2155883c654c41b863dab4fefe4743dd31a5f5c23" dmcf-pid="pOPXeKHELa" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="햇빛을 이용한 광영동 원리로 비행하는 장치들을 시각화한 이미지. 김종형 부경대 융합소재공학부 교수 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/18/dongascience/20250818101921257lveo.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="3KynXOiBLj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/18/dongascience/20250818101921257lveo.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            햇빛을 이용한 광영동 원리로 비행하는 장치들을 시각화한 이미지. 김종형 부경대 융합소재공학부 교수 제공.
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          </figure>
          <p contents-hash="1cbfd4215732043348085aad05d221f3fec9072c5f78fd6cc8d2d8f8e3d1bfb8" dmcf-pid="UIQZd9XDRg" dmcf-ptype="general">비행기가 도달하기에는 너무 높고 위성에게는 너무 낮은 지상 50~80km의 중간권(mesosphere)은 오랜 기간 인류에게 '미지의 영역'이었다. 국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 중간권 탐사가 가능한 초경량 태양광 비행체를 개발했다. </p>
          <p contents-hash="cad6e59814a219307b7c1876cbaec1bf856701518cda21cde4068d917b31cfff" dmcf-pid="uCx5J2Zwno" dmcf-ptype="general">주스트 블라삭 하버드대 폴슨 공학응용과학대학원 교수 연구팀은 태양광만으로 스스로 떠오를 수 있는 초경량 태양광 비행체를 개발하고 연구결과를 13일(현지시간) 국제학술지 '네이처(Nature)'에 발표했다. 김종형 부경대 융합소재공학부 교수도 논문 저자에 이름을 올렸다. </p>
          <p contents-hash="965048c6c6b5cba45bbf728c724bc79d96100dfc9fc4ceec7a43464a33fffe2e" dmcf-pid="7Fk2mL9HdL" dmcf-ptype="general">연구팀은 '광영동(photophoresis)'이라는 독특한 물리적 현상을 이용했다. 광영동은 빛에 노출된 물체의 따뜻한 면과 차가운 면 사이의 온도 차이로 발생한다. 공기가 희박한 환경에서 따뜻한 면의 공기 분자는 차가운 면의 분자보다 더 강하게 튕겨 나간다. 이때 발생하는 운동량 차이가 물체를 밀어 올리는 힘으로 작용하는 원리다.</p>
          <p contents-hash="3f4a72a77f3501614019ff49fc915c79b011103a2ed8d7f57656926914da15bd" dmcf-pid="z3EVso2Xin" dmcf-ptype="general">연구팀은 구멍이 촘촘히 뚫린 두 개의 얇은 막을 작은 기둥으로 연결한 형태의 직경 1cm의 비행체를 설계했다. 아래쪽 막은 태양광을 잘 흡수하는 금속인 크롬으로 코팅했다. 햇빛이 비치면 아래쪽 막이 위쪽보다 뜨거워지면서 두 개 막 사이에 온도 차이가 발생한다. 이때 막 사이의 구멍을 통해 공기가 흐르고, 공기 흐름이 추진력을 만들어 비행체가 위로 떠오르게 된다. 김 교수는 "이 과정에서 외부 충격에 쉽게 변형되지 않도록 내구성도 갖췄다"고 설명했다. </p>
          <p contents-hash="82cdce2e33ba4e2a6d88d32efd890c24c551661afc2f4534360e0b881cbc23b7" dmcf-pid="q0DfOgVZMi" dmcf-ptype="general">연구팀은 중간권과 비슷한 기압 조건에서 햇빛 강도의 55%에 해당하는 빛만으로도 개발한 비행체가 공중에 뜨는 것을 실험을 통해 입증했다. 센티미터(cm) 규모 이상 크기의 물체가 햇빛과 동등한 조명 강도로 광영동 부양에 성공한 최초의 사례다. </p>
          <p contents-hash="ef751b955b85da0776dadfba186f4c0808a55f5ed74af1b695b5b677f0f7ed2b" dmcf-pid="Bpw4Iaf5LJ" dmcf-ptype="general">이번 연구는 중간권의 기후 과학 연구에 크게 기여할 것으로 기대된다. 개발한 비행체에 센서를 탑재하면 그 동안 파악하기 어려웠던 중간권의 기온, 풍속, 압력, 온도를 실시간으로 측정할 수 있다.수집된 데이터는 일기 예보와 기후 변화 모델의 정확성을 높일 수 있다. 지구 중간권과 유사한 수준으로 대기가 희박한 화성 탐사에도 새로운 가능성을 열어줄 것이란 기대가 나온다.</p>
          <p contents-hash="5c86e5df461f3847ad9e376c2810006e797912cdfa43c744dfd5b7a5dc10075e" dmcf-pid="bUr8CN41ed" dmcf-ptype="general">김 교수는 "나노 구조체 연구가 단순히 실험실 소재로 머무는 게 아니고 실제 대기나 우주 환경에 적용 가능한 수준으로 발전시켰다는 점에서 의의가 있다"며 "통신 기능과 센서 등을 통합해 실시간 관측 및 행성 탐사 기술로 확장시킬 것"이라고 말했다.  </p>
          <p contents-hash="41f4f349e3ca214005d587ba3ff344754c0f5ff8c5d316503ce04c6f7559d41c" dmcf-pid="Kum6hj8tRe" dmcf-ptype="general">&lt;참고 자료&gt;</p>
          <p contents-hash="2d192497cc7a4ecae30368d933a03346349970a46b53eaf8a97660759aa52758" dmcf-pid="97sPlA6FJR" dmcf-ptype="general">- doi.org/10.1038/s41586-025-09281-8</p>
          <p contents-hash="089d7fa0e34d4124fb01378781325cb21d19e7301e52ca4fd2f8ef97abc7f005" dmcf-pid="2zOQScP3eM" dmcf-ptype="general">[정지영 기자 jjy2011@donga.com]</p>
         </section> 
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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