우주에 건설하는 거대한 태양광 발전소

미국 캘리포니아공대(칼텍)는 응용물리학 연구자들을 주축으로 2013년 ‘우주 기반 태양광 발전 프로젝트(SSPP)’에 착수했고, 이 프로젝트에 익명의 투자자로부터 1억 달러(약 1,150억원)를 투자받아 8년여 동안 연구를 진행해오고 있었는데 2023년 실제 우주 공간에서 그간 개발한 기술을 적용한 첫 테스트 계획을 공개하며 우주 태양광이 기후위기와 에너지 문제를 해결할 수 있을지 관심을 모으고 있습니다.

● 우주 태양광, 무선 전력 전송 기술이 핵심

국제우주정거장(ISS)과 지구 궤도를 도는 수천개의 위성, 달·화성 탐사 로버 등은 이미 태양전지판을 통해 작동에 필요한 전기를 얻고 있으며 우주 공간에서는 지구에서처럼 햇빛을 막는 대기나 구름이 없고, 낮과 밤이 생기지 않아 사실상 무제한으로 태양빛을 이용할 수 있습니다.

우주 태양광은 우주 공간에 펼쳐진 태양전지판으로 발전해 지구로 전송하는 진일보한 개념으로 지구에서 수신한 마이크로파를 다시 전기에너지로 바꿔 공급하는 방식이지만 문제는 우주에서 생산된 전기에너지를 지구로 얼마나 효율적으로 보내느냐에 달려있습니다.

SSPP 연구진은 우주에서 얻은 태양광 에너지를 레이저나 빔 방식의 ‘마이크로파’로 변환해 지구로 전송할 수 있는 하드웨어 시제품(프로토타입) 개발을 최근 완료했습니다. 앞서 2017년 말에는 단위면적(1㎡)당 1kg 미만의 태양전지를 넣을 수 있는 초경량 모듈을 만들고 무선으로 전력을 전송할 수 있는 빔을 통합한 회로를 설계하는 데 성공했습니다.

SSPP 연구진은 2년 뒤인 2023년 우주 공간에 프로토타입을 발사해 무선 전력 전송 첫 테스트에 나설 계획으로 해리 앳워터 칼텍 응용물리학·재료과학과 교수는 “세계에서 가장 풍부한 에너지 자원인 태양광을 우주에서 얻는 것은 가장 혁신적인 에너지 확보 방안이 될 것”이라고 기대했습니다.

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