꽃 모양 종이접기, 우주선에 새로운 가능성 열어

미국 유타주 브리검 영 대학교(BYU)의 엔지니어팀이 우주 구조물 설계의 획기적인 발전을 발표했습니다. 마치 꽃잎이 활짝 핀 것처럼 부드럽게 접히고 펼쳐지는 종이접기 "블룸 패턴"입니다. 이러한 디자인은 망원경이나 태양 전지판과 같은 장치가 우주에 배치되는 방식에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다.

우주 망원경은 배치상의 제약으로 인해 일반적으로 평면 거울을 사용합니다. 하지만 블룸 패턴은 지상 망원경에서 사용하는 것과 유사한 곡면 거울을 생성하여 더욱 정확한 이미지를 얻을 수 있습니다.

일본의 전통 종이 접기 기술인 오리가미는 오랫동안 엔지니어들에게 접고 펼 수 있는 구조물을 만드는 데 영감을 주었습니다. 하지만 오늘날의 많은 오리가미 디자인은 복잡하고 오류가 발생하기 쉽습니다. 한 번 잘못 접으면 전체 시스템이 고장날 수 있습니다.

래리 하웰 교수 연구팀은 단 한 번의 동작으로 펼쳐져 꽃병을 닮은 3차원 곡선 형태를 형성하는 새로운 패턴군인 "블룸 패턴"을 개발했습니다. 패턴의 중심은 대칭적인 주름으로 둘러싸인 다각형으로, 얇고 평평한 원반에서 더 큰 형태로 부드럽게 펼쳐지는 구조를 갖추고 있습니다.

버지니아 공대의 마이클 바틀릿에 따르면, 단일 단계 배치는 위험을 줄여줍니다. " 우주에서는 모든 것이 완벽해야 합니다. 단 하나의 약점이라도 있다면 전체 시스템이 고장날 수 있습니다. 블룸 패턴은 그러한 복잡한 단계들을 제거합니다."

또한, 이러한 샘플의 곡선 모양은 지상 망원경에 사용되는 것과 유사한 반사경을 만드는 데 사용될 수 있습니다. 이는 일반적으로 우주에서 사용되는 평면 거울보다 더 정확한 이미지를 제공합니다.

스위스 연방 공과대학(EPFL)의 제이미 페이크는 블룸 패턴에 대한 수학적 모델을 사용하면 설계자가 아이디어가 어떻게 실현될지 더 잘 예측하는 데 도움이 된다고 말합니다. "발명품이 실행 가능한지, 아니면 다른 방향으로 나아가야 할지 미리 알 수 있습니다."

제임스 웹 망원경도 종이접기 디자인을 가지고 있습니다. (출처: NASA)

전통 예술과 현대 기술의 결합은 항공우주 산업에 새로운 지평을 열고 있습니다. 단순한 구조, 아름다운 모양, 그리고 높은 신뢰성을 갖춘 오리가미 꽃무늬는 차세대 우주선의 기반이 될 수 있습니다.

우주 공학에서 종이접기가 가장 주목할 만한 응용 분야 중 하나는 제임스 웹 우주 망원경의 주경 설계입니다. NASA는 종이접기 원리를 응용하여 로켓 탑재 공간에 맞춰 접을 수 있는 거울 시스템을 개발했습니다. 궤도에 진입하면 이 거울들이 완전히 펼쳐지면서 거대한 반사 구조물이 형성되어 우주선이 그 어느 때보다 더 깊이 우주를 관측할 수 있게 됩니다.

망원경 외에도 엔지니어들은 종이접기를 이용하여 부채처럼 접을 수 있는 태양 전지판을 개발해 왔습니다. 이 디자인은 발사 시 공간을 절약하는 동시에 우주 작전 중 신속한 전개와 최대 확장을 가능하게 합니다. 이를 통해 우주선은 초기 크기를 늘리지 않고도 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다.

오리가미는 대형 구조물뿐만 아니라 우주 생물의학에도 응용될 수 있습니다. 일부 연구에서는 알약처럼 접혔다가 체내에서 펼쳐지는 미세 로봇을 개발했습니다. 무중력 환경에서 이러한 로봇은 원격으로 조종되어 정밀한 약물을 전달하거나 수술 없이 섬세한 의료 시술을 수행할 수 있습니다.

오리감이 우주 과학 에 응용되면서 중요한 진전이 이루어졌습니다.

민 호안

출처: https://vtcnews.vn/mau-origami-hinh-hoa-mo-ra-trien-vong-moi-cho-tau-vu-tru-ar960708.html