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우주비행사 소변으로 달기지를 만든다?
2020-04-24 10:13:31

주요 우주 기관들이 달에 기지를 건설하는데 우주비행사의 오줌을 사용할 수 있다고 합니다. 유럽 연구진이 구조물의 콘크리트에 가소제로 사용될 수 있다는 사실을 밝혀냈습니다.

 

<이미지 : ESA>

 

NASA, 유럽우주국(ESA)과 중국은 인류를 화성과 같이 먼 우주의 행선지로 데려갈 광범위한 우주 탐사 계획의 일환으로 향후 수십 년 안에 달 기지를 건설할 계획이라고 합니다.

하지만, 달은 높은 수치의 방사능, 극한의 온도, 운석 폭격, 물류 이슈등과 같은 문제들이 제기되고 있습니다. 또한 어떻게 달까지 건설 자재를 공급할 것인지도 문제입니다. 

지구에서 우주로 약 0.45kg을 운반하는 데 약 10,000달러의 비용이 듭니다.(1kg에 약 2,700만원정도) 지구에서 건설자재를 공급하는 방식으로 달에 기지를 건설한다면 매우 큰 비용이 들 것입니다.

그래서, 여러 우주 기관들이 달 기지건설에 3D프린터에 활용하여 달 표면에서 나오는 원자재를 3D프린터의 소재로 사용하여 출력하려는 시도를 하는 것입니다. 우주 비행사들의 소변을 사용하려는 것도 같은 맥락입니다.

노르웨이, 스페인, 네덜란드, 이탈리아의 과학자들은 ESA와 협력하여 소변의 요소성분이 콘크리트와 섞여서 초기 혼합물을 부드럽게 하고 경화되기 전에 더 유연해질 수 있는 첨가제인 가소제로서의 사용 가능성을 검증하기 위해 여러 가지 실험을 실시했습니다. 자세한 내용은 Journal of Cleaner Production에 게재되었습니다.

 

 

 

 

X선 회절을 사용하여 샘플의 다양한 분석을 수행한 이 논문의 저자중 한명인 Cartagena (Murcia) 폴리테크닉 대학의 라몬 파미스 교수는 "달에 사용될 지오폴리머(geopolymer) 콘크리트를 만들기 위해서, Regolis (달 표면에서 나오는 물질)와 일부 지역에 존재하는 얼음에서 나오는 물을 사용하는 것입니다. 하지만 더 나아가 이번 연구를 통해 달 기지를 건설하는데 사람들의 소변과 같은 폐기물도 사용될 수 있다는 것을 알게 되었습니다"라고 덧붙였습니다.

 

달의 Regolis와 유사한 ESA가 개발한 원료를 요소와 각종 가소제와 함께 사용해 연구진은 3D프린터를 이용해 다양한 '진흙' 원기둥형태의 출력물을 제작해 결과를 비교했습니다.

노르웨이의 외스트폴드 대학에서 실시된 이 실험은 요소 성분이 포함된 샘플들이 무거운 중량을 지지하고 거의 안정된 형태를 유지한다는 것을 밝혀냈습니다. 안나 레나 쾨니켄 연구원은 "아직 소변에서 요소를 추출하는 방법에 대해 조사하지 않았고, 이것이 정말로 필요한지를 평가하고 있다"고 말했습니다. 왜냐하면, 다른 구성요소들이 지오폴리머(geopolymer) 콘크리트에 사용될 수 있기 때문입니다. 소변의 실제 물성분과 달에서 얻을 수 있는 것을 혼합하여 사용할 수 도 있을 거라고도 말하였습니다.

과학자들은 3D 프린터를 사용하여 대량 생산할 수 있는 달 기지에 가장 적합한 건축 재료를 찾기 위해 추가 테스트가 필요하다고 강조했습니다.

 


< 3D 프린팅한 샘플 , 이미지 :  Journal of Cleaner Production>

 

<레이어를 형성능력 테스트, 3% 요소(U Sample), 3% 나프탈렌과 일반 가소제(N Sample), 이미지 : Journal of Cleaner Production>

 


<3DGURU Opinion>

지구와 같이 자원이 풍부하지않은 척박한 환경의 달에서 가용한 물질이라면 무엇이든지 사용해야 겠지요. 사람의 소변을 이용하여 달기지 건설에 이용한다는 발상이 재밌긴한데, 달에 있는 몇 명의 소변량으로 기지를 짓기에 충분할까? 란 의구심이 들기도 하네요.^^ 

 

위에서 언급된대로, 1kg 물체를 우주로 운반하는데 2700만원 정도 비용이 필요한데, 달기지의 무게가 얼마나 될지는 모르겠지만, 정말 어마어마한 비용이 들 것 같습니다. 1톤이라고 가정해보면, 270억원 정도 됩니다. 콘크리트로 짓는다면 1톤 보다 훨씬 무겁겠죠. 지구에서 달기지 자제를 운반하기에는 너무 많은 비용이 드니, 현지 재료를 활용할 수 있는 3D프린터를 사용하는 것을 검토해보고 시도해보는 것은 당연한 것으로 보입니다. 달보다 훨씬 더 먼 화성에 기지를 건설한다면 3D프린터 활용의 필요성은 더욱 커보입니다. 3D프린터와 현지 행성의 흙, 얼음 등을 이용하여 출력하여 기지나 도구 기구들을 현지에서 생산할 수 있다면 인간의 활동영역이 우주로 확장되는데 큰 도움이 될 것 같네요.

화성 얘기를 하니, 맷데이먼 주연의 "마션"이라는 영화가 생각나네요. 정말 재밌게 봤던 기억이 나네요.

이상입니다. -3D그루-

참고 : sinc 기사

 

 

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