NEWS
조회 수 682 추천 수 0 댓글 0
?

단축키

Prev이전 문서

Next다음 문서

크게 작게 위로 아래로 댓글로 가기 인쇄
?

단축키

Prev이전 문서

Next다음 문서

크게 작게 위로 아래로 댓글로 가기 인쇄
유럽우주기구의 연구를 통해 확인된 새로운 초안정 접착제가, 우주에 대한 더욱 정밀한 관찰이나 우리의 지역 환경에 대한 미세한 상태를 보여주는 대형 망원경, 장치 그리고 안테나를 포함한 여러 가지 우주용의 극도로 단단한 구조체 조립의 핵심이 될 것이다. 

최종적인 세라믹 본딩은 합성 조직체의 물체 사이의 거리를 몇 미터에서 수천 밀리미터 차원으로까지 낮출 수 있다. 이러한 안정성은 우주 공간에서 수천 킬로미터 떨어진 멀티위성 망원경(multisatellite telescopes)과 같은 새로운 종류의 우주 임무에 필수적이다. 이 망원경은 정밀하게 배열되는 것을 유지하기만 한다면, 하나의 거대 망원경과 등급의 해상도에서 이미지를 생성할 수 있도록 빛을 결합시키게 될 것이다.

그런데 우주는 정적인 것을 유지하기에는 어려운 공간이다. 대기가 없는 곳에서, 온도는 위성에 햇빛이 비치는 정면에서부터 그늘진 측면까지 수천 도를 범위로 변할 수도 있다. 잘못된 물질을 사용하거나 위성의 구조체가 조금씩 움직이게 되면, 배열 형태를 벗어나거나 심지어는 파멸적으로 찌그러지기도 한다.

도전적인 작업은 강력하게 단단함이 필수적인 광학장치, 무선장치 그리고 다른 정밀장치에 가장 치명적이다. 이것의 안정을 보장하기 위해, 이 장치들은 종종 다른 위성으로부터 열적으로 절연처리되고 안정적인 광학 벤치(optical bench)에 부착된다.

사려 깊은 재료 선택이 필수적이다. 이때까지 최고의 안정성 필요조건을 가졌던 유럽우주기구의 지구 중력자 탐사위성인 [GOCE gravity-mapper]를 예로 들어보자. 중력-검지 센서 간의 거리는 한순간이라도 원자 지름의 백문의 일 미만으로 변하는 것이 허용되지 않았다. 

이러한 센서들은 탄소-탄소 즉, 흑연 혼합체에 임베딩된 고강도 탄소섬유의 샌드위치된 패널에 설치되었다. 강철보다 강하면서 알루미늄보다 더 가벼운 탄소 합성물질과 비슷한 것이 우주항공 분야에서부터 포뮬라 원까지의 고성능 산업계에서 사용되고 있다.

지구 중력자 탐사위성 [GOCE]의 경우에서처럼, 탄소-탄소 방식은 잘 튜닝되어 온도 변화에도 그 치수는 영향을 받지 않는다. 지구 중력자 탐사위성 [GOCE]의 경우, 탄소-탄소 하니콤 구조는 최대의 구조적 안정성 유지를 위해 탄소-탄소 시트 사이에 샌드위치 처리되었다.

단 하나의 약한 지점이 있었다고 유럽우주기구의 재료 엔지니어인 로렌트 팜바귀안(Laurent Pambaguian)씨는 설명했다. "하니콤을 패널에 본딩시키는데 사용되는 접착제가 습기가 유발하는 변형에 민감했다. [GOCE]의 경우, 이것은 도전적인 문제를 일으켰는데, 그것은 샌드위치 패널이 조립되는 공간 내에서 온도와 습도 조건이 습도 변동을 최소화하도록 세밀하게 제어되었다. 그렇지만, 이것은 미래의 우주 구조체 건설에 문제를 남겼는데, 앞으로 제작될 구조체는 더 커지고 안정성이 더욱 강화되어야 할 것이다.

"그래서, 유럽우주기구의 기본기술 연구 프로그램을 통해 팔로우-업 프로젝트가 시작되었는데, 그것은 우주에 사용될 유망한 새로운 아이디어를 개발하는 것으로, 온도와 습도에 모두 민감하지 않은 실리콘에 기반을 둔 접착제로 비유기체 대체품을 개발하는 것이었다. 이것은 우리가 더 큰 안정적인 구조체를 제작할 수 있도록 한다."

출발 지점으로서 탈레스 알레니아 스페이스(Thales Alenia Space)사가 [GOCE]에 적용한 바 있는 연구결과를 수용하여, 이 프로젝트 팀에는 이탈리아 페루자 대학교, 토리노 폴리테니코, [Istituto Superiore Mario Boella] 그리고 [MDP]사의 연구진이 포함되었다.

페루자 대학교의 지원을 받은 [MDP]사와 토리노 폴리테크니코에서 개발된 후보 접착제는 탄소-탄소 구조체에 적용되어, 오스트리아의 [Aerospace & Advanced Composites GmbH]사에서 광범위하게 시험되었다. 탄소-탄소 패널은 열과 습기 그리고 힘 부하에 견뎠고, 서로 분리되는 전단 시험(shear testing)도 통과했다.

"최종적으로, 유럽연합에서 개발한 접착제는 일부 제작상의 개선이 필요하다는 것이 확인되었다. 새로운 접착제는 본딩된 물질과 정합성을 최적화하기 위해 그리고 습기에 민감하지 않은 특성을 유지하기 위해 세라믹 필터를 추가해야 한다는 가능성을 가진 채로 베이스라인을 구축했다. 이 두 가지 특성은 우리의 요구조건"이라고 로렌트(Laurent)씨는 덧붙였다.

전단 시험은 조인트 부의 본딩 강도가 탄소-탄소의 본질적인 기계적인 저항보다 더 크다는 것을 보여주었다. 접착제를 사용하여 생산된 가장 큰 샌드위치 패널은 4.20m × 4.8m로, 지구 중력자 탐사위성 [GOCE]의 탄소-탄소 패널과 비슷하다."이 연구의 말미에, 우리는 극도로 안정적인 물질에 대한 꿈이 이제 눈으로 보이기 시작했다고 말할 수 있다"고 로렌트(Laurent)씨는 결론지었다.

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 2014-10-17