왜 첨단 로버는 여전히 화성과 달에 머물러 있을까?

(댄 트리) - 과학자들은 50년이 넘는 우주 탐사 끝에 마침내 NASA 로버가 화성과 달에 자주 갇히는 근본 원인을 찾아냈습니다.

Project Chrono에서 자율주행 자동차가 실제 작동하는 모습을 시뮬레이션한 모습(사진: Science Alert).

이번 발견은 앞으로 우주 탐사 로봇의 설계 방식을 바꿀 것으로 기대됩니다.

1970년에 최초의 외계 탐사선이 발사된 이래로 반세기가 넘도록 인류는 우주 탐사 기술을 꾸준히 발전시켜 왔습니다.

그러나 NASA의 가장 진보된 탐사선조차도 행성의 부드러운 모래에 바퀴가 끼어 임무가 중단되는 문제를 반복적으로 겪었습니다.

대표적인 사례가 화성 탐사선 스피릿입니다. 스피릿은 2009년에 궤도에 갇힌 후 아직 움직이지 않고 있습니다. 그 정확한 원인은 최근에야 밝혀졌습니다.

위스콘신-매디슨 대학(미국)의 기계공학자인 댄 네그루트에 따르면, 문제는 이전 엔지니어들이 로버에 대한 중력의 영향만 고려했고, 천체의 모래 표면에 대한 낮은 중력의 영향을 완전히 분석하지 않았다는 사실에 있다고 합니다.

화성이나 달과 같은 환경에서는 중력이 약해서 행성의 먼지와 모래가 지구보다 훨씬 헐거워지고 부드러워지며 쉽게 움직이기 때문에 견인력이 크게 감소하고 갇힐 위험이 커집니다.

그 사이, 이전에 시뮬레이션 토양을 사용한 지상 테스트에서는 지구 밖 중력 조건에서 모래의 움직임을 제대로 재현하지 못해 설계상의 결함이 발생했습니다.

화성에서 모래 속에 갇힌 오퍼레이션 로버의 바퀴(사진: NASA).

이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 Chrono라는 프로젝트에서 물리 시뮬레이션을 사용하여 모래 위에서 실제 테스트 결과와 비교했습니다. 결과는 뚜렷한 차이를 보였습니다. 같은 차였지만, 저중력 환경에서는 모래가 더 심하게 흔들려 불안정해졌고, 바퀴가 추력을 생성하는 데 훨씬 어려움을 겪었습니다.

이 발견은 우주 탐사 로봇 설계 개선의 미비점으로 여겨집니다. 모래의 중력 효과를 시험 모델에 추가함으로써 엔지니어들은 이동성을 더욱 정확하게 예측하고, 로봇의 갇힘 위험을 줄이며, 임무 비용을 절감할 수 있습니다.

댄 네그루트는 이것이 현실 세계의 엔지니어링 과제를 해결하는 데 있어 물리 기반 시뮬레이션의 가치를 명확하게 보여주는 사례라고 강조했습니다.

이러한 새로운 이해를 바탕으로, 미래의 우주 탐사 임무에는 행성의 혹독한 지형에 더 잘 적응된 내구성이 뛰어난 로버가 장착될 것이며, 이를 통해 탐사 및 과학 데이터 수집 능력을 확대하는 데 기여할 것입니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/vi-sao-xe-tu-hanh-toi-tan-van-ket-banh-tren-sao-hoa-mat-trang-20250811081247437.htm