‘햇빛’만으로 비행… ‘지름 1㎝’ 초경량 비행체 개발 성공

작성일 08-18

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">김종형 교수 참여한 국제 연구팀<br>‘광영동’ 현상 이용한 부양 첫 입증<br>지상 50∼80㎞ ‘중간권’ 탐사 기대</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="xTYctTj47T">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ab59dfcace465af8657658d286d57e6de81355d2acb552097fc05b5ec75dbe32" dmcf-pid="yQRuoQph0v" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="빛을 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/donga/20250818030418851hrim.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="QGzTVUSgFy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/18/donga/20250818030418851hrim.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            빛을 이용한 광영동 원리로 비행하는 장치들을 시각화한 이미지. 김종형 부경대 융합소재공학부 교수 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="d633a99e01ce56f4b4e656952664f12beb45801f65ac8164f6544b3af42130c9" dmcf-pid="Wxe7gxUlpS" dmcf-ptype="general">
           비행기가 도달하기에는 너무 높고 위성이 궤도를 돌기에는 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. 
          </div>
          <p contents-hash="626221183fbd51d84c6a9938a6f55b86402a499143eff2065f6cb22c1a045cea" dmcf-pid="YMdzaMuSFl" dmcf-ptype="general">주스트 블라삭 미국 하버드대 폴슨 공학응용과학대학원 교수 연구팀은 태양광만으로 스스로 떠오를 수 있는 초경량 태양광 비행체를 개발하고 연구 결과를 13일(현지 시간) 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다. 김종형 부경대 융합소재공학부 교수도 논문 저자에 이름을 올렸다. </p>
          <p contents-hash="6fa7907dbae046a7893eeb1523fe3efac2adb92c11eae54dd0897e29ef1daead" dmcf-pid="GRJqNR7vuh" 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 나가는데, 이때 발생하는 운동량 차이가 물체를 밀어 올리는 힘으로 작용하는 것이다. </p>
          <p contents-hash="35f6cfed85c0df453613e34d17960368d14870fd39363222f7bcf6fe5081472d" dmcf-pid="HeiBjezTFC" dmcf-ptype="general">연구팀은 구멍이 촘촘히 뚫린 두 개의 얇은 막을 작은 기둥으로 연결한 형태의 지름 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="88e9044aa63f5c1af216808b24e7e74eed973469ea5081f1a582a79d4ed0411d" dmcf-pid="XdnbAdqyzI" 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="750be6bbd76de1930964f24d8353e75cbdc3c20ce060c3f2f06907c7dda5daaa" dmcf-pid="ZJLKcJBWuO" dmcf-ptype="general">이번 연구는 중간권의 기후 과학 연구에 크게 기여할 것으로 기대된다. 개발한 비행체에 센서를 탑재하면 그동안 파악하기 어려웠던 중간권의 기온, 풍속, 압력, 온도를 실시간으로 측정할 수 있다. 수집된 데이터는 일기 예보와 기후 변화 모델의 정확성을 높일 수 있다.</p>
          <p contents-hash="0853d719cad564e4c8ca074567459e02bc5df623067eb51578a979488a7a6ee0" dmcf-pid="5OhLYOiB0s" dmcf-ptype="general">지구 중간권과 유사한 수준으로 대기가 희박한 화성 탐사에도 새로운 가능성을 열어줄 것이란 기대가 나온다. 김 교수는 “나노 구조체 연구가 단순히 실험실 소재로 머무는 게 아니고 실제 대기나 우주 환경에 적용 가능한 수준으로 발전됐다는 점에서 의의가 있다”며 “통신 기능과 센서 등을 통합해 실시간 관측 및 행성 탐사 기술로 확장시킬 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="af11ab8f6e1bb030fa341e722d2eede2fe5bff3fbae12dcca1bf51a81c0d2aa5" dmcf-pid="1IloGInb3m" dmcf-ptype="general">정지영 동아사이언스 기자 jjy2011@donga.com </p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아일보. All rights reserved. 무단 전재, 재배포 및 AI학습 이용 금지</p>

등록된 댓글이 없습니다.

로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.

먹튀폴리스

‘햇빛’만으로 비행… ‘지름 1㎝’ 초경량 비행체 개발 성공

멤버랭킹

관련자료

멤버랭킹