일본의 우주 에너지 지구로 펌핑하는 계획

일본은 우주에서 수집한 에너지원을 활용하고 싶어합니다(일러스트: Adobe).

일본은 세탁기 크기의 우주선을 궤도에 진입시킬 예정이다. 이는 청정 에너지의 미래를 형성하는 데 있어 중요한 진전이 될 것으로 기대됩니다.

일본어로 '태양'을 뜻하는 '오히사마' 프로젝트는 2025년에 완료될 예정이다.

위성의 무게는 약 200kg에 불과하고 지구 표면으로부터 약 400km 고도의 저궤도를 돌고 있습니다. 200m² 태양광 패널을 통해 햇빛을 수집하고 이 에너지를 마이크로파로 변환합니다. 이러한 마이크로파는 일본 스와에 위치한 일련의 안테나를 통해 전송됩니다.

여기에서 에너지는 전기로 변환됩니다. 초기 출력 전력은 약 1kW에 불과하며, 이는 커피 메이커나 식기 세척기를 1시간 동안 가동할 수 있는 에너지와 같습니다.

비록 규모가 작았지만, 이 실험의 잠재적 성공은 광범위한 영향을 미칠 것입니다. 이는 우주에서 태양 에너지를 수집하여 지구로 전송하는 태양광 빔 네트워크의 첫 번째 실용 테스트 중 하나입니다.

이 시스템은 날씨, 구름 또는 지구의 자전으로 인한 어둠에 영향을 받지 않고 낮과 밤에 전력을 공급할 수 있습니다. 이러한 모든 변수는 현대 태양광 패널이 생산하는 에너지 양에 큰 영향을 미칩니다.

궤도에서 태양 에너지를 전송한다는 개념은 새로운 것이 아니다. 이 아이디어는 1968년 아폴로 프로젝트 개발 당시 NASA에서 일했던 엔지니어인 피터 글레이저가 처음 제안했습니다.

당시에는 완전히 비실용적인 것으로 여겨졌습니다. 필요한 위성은 엄청나게 크고, 발사 비용도 엄청나며, 전력 전송 기술도 아직 초기 단계였습니다.

하지만 지난 10년 동안 상황이 바뀌었습니다. 가벼운 소재, 마이크로파 전송, 저렴한 우주선 발사 시스템의 발전으로 우주에서 태양 에너지를 수집하는 꿈이 현실이 되었습니다. 이는 주로 SpaceX의 재사용 로켓과 같은 혁신 덕분입니다.

일본의 오히사마 위성은 태양광 빔 기술이 실현 가능하다는 개념을 시험하기 위해 설계되었습니다.

600제곱미터 면적에 설치된 13개의 지상 수신기가 전송된 마이크로파를 수신합니다.

이 실험은 궤도에서 태양 에너지를 정확하게 전송하는 능력뿐만 아니라 지상 시스템이 그 에너지를 수신하여 사용 가능한 전기로 변환할 수 있는지 여부도 테스트합니다.

일본만이 이 기술을 추구하는 것은 아니다. 2020년에 미국 해군 연구소는 PRAM이라는 이름의 우주 기반 에너지 실험을 시작했으며, 2023년에는 캘리포니아 공과대학이 MAPLE이라는 저렴한 프로토타입을 선보였습니다.

이러한 노력은 모두 궤도에서 지구로 태양 에너지를 전송하는 다양한 요소를 검증하는 것을 목표로 합니다.

이 모든 프로젝트의 결과를 합쳐 우리는 위성이 글로벌 태양광 인프라가 될 수 있는 미래의 기반을 마련하고 있습니다.

그러나 여전히 상당한 장벽이 남아 있습니다. 가장 큰 장벽 중 하나는 비용입니다. NASA는 우주 기반 시스템을 통해 전기를 생산하는 데 드는 비용이 지구의 태양광이나 풍력 발전보다 10배 더 비쌀 수 있다고 추정합니다.

시속 28,000km로 이동하는 위성은 아래의 고정된 목표물에 태양 에너지를 발사해야 하며, 이를 위해서는 정밀한 추적과 수 킬로미터에 걸쳐 뻗어 있는 거대한 수신 어레이가 필요합니다. 다행히도, 오히사마는 이 모든 문제를 한꺼번에 해결하려고 하지 않습니다.

대신, 이 프로젝트는 언젠가 우주 에너지로 가동되는 글로벌 전력망을 구축할 수 있는 토대를 마련하고 있습니다.

이 계획이 성공한다면, 미래의 위성 버전은 궤도에서 지속적으로 재생 에너지를 공급하도록 확장될 수 있으며, 지구에 태양이 비치지 않을 때에도 깨끗하고 안정적인 전력원을 제공할 수 있습니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ke-hoach-cua-nhat-bom-nang-luong-vu-tru-ve-trai-dat-20250519020621314.htm