우주로 여행하는 사람이 늘고 있지만 국제 우주 정거장은 한 번에 11명만 수용할 수 있습니다. 매사추세츠주 케임브리지에 있는 비영리 우주 건축 연구소인 Aurelia Institute는 도움이 될 수 있는 접근 방식을 가지고 있습니다. 평평한 타일을 압축하여 쌓아 발사하고 궤도에서 자체 조립할 수 있는 거주 공간입니다.
대규모 우주 거주지를 짓는 것은 어렵습니다. 벽과 같은 구조적 구성 요소는 로켓에 맞아야 합니다. 모든 것을 한 번에 발사할 공간이 충분하지 않은 경우가 많습니다. ISS와 같은 더 큰 구조물을 짓는 데는 여러 번 발사해야 하므로 비용이 더 많이 듭니다. 모든 구성 요소가 우주로 이동하면 거주지는 인간이 건설해야 하며, 이는 위험한 작업입니다.
Aurelia Institute CEO Ariel Ekblaw는 “무언가를 조립하는 데 인간의 도움을 의지한다면, 그들은 차량 외부용 슈트를 입어야 합니다.”라고 말합니다. “그것은 그들의 생명을 위험에 빠뜨리는 일입니다. 우리는 미래에 이것을 더 안전하게 수행하고 싶습니다.”
8월 초, 매사추세츠주 로슬린데일의 공동 작업 공간에서 Aurelia Institute는 TESSERAE라는 우주 거주 공간 모형을 선보였습니다. TESSERAE는 재구성 가능한 적응형 환경 탐색을 위한 Tessellated Electromagnetic Space Structures의 약자입니다. 이 구조물은 미래형 1층 높이의 축구공처럼 보입니다. 이 팀은 각각 약 6피트 높이와 너비의 스테이션 타일이 어떻게 합쳐질지 설명했습니다.
아이디어는 발사를 위해 구조를 가능한 한 컴팩트하게 만드는 것입니다. “지금은 올라가는 모든 것이 탑재물의 매우 단단한 구조에 있습니다. [fairing]로켓 위에 있는 것입니다.” Aurelia Institute의 전략 및 사업 개발 부사장인 Stephanie Sjoblom이 말했습니다. “이 기술을 사용하여 우리는 평평하게 포장된 IKEA 상자처럼 쌓을 수 있는 타일을 만들고 있습니다.”
성공적인 발사 후, 타일은 풍선과 같은 구조나 그물에 담겨 우주로 던져져 떠내려가는 것을 막습니다. 그물은 가장자리에 강력한 자석이 있는 타일을 자석으로 끌어당길 만큼 가까이 유지합니다. 그러면 타일이 처음에 올바른 구성으로 스스로 맞춰질 것입니다. 센서와 자력계를 조합하면 올바르게 조립되지 않았는지 확인할 수 있습니다. 그런 경우 전류가 자석을 통해 펄스되어 잘못 구성된 타일을 분해하고 다시 시도합니다. 조립 후 전기 및 배관 시스템을 손으로 장착할 수 있습니다.
모듈 및 팽창식
지금까지 이 팀은 2022년 ISS로 가는 Axiom Space의 Ax-1 임무 중을 포함하여 우주에서 작은 손바닥 크기의 타일을 여러 번 성공적으로 조립했습니다. 그들은 아직 우주에서 TESSERAE의 실제 크기 모델을 만들지 않았으며, 건설에는 파트너가 필요할 가능성이 높다고 말합니다.
Ekblaw는 “인간이 조종하는 데 얼마나 더 걸릴지 정확한 수치를 제시하기는 어렵습니다.”라고 말했습니다. “아마도 우리가 파트너십을 맺는지에 따라 달라질 것입니다. [an organization like] NASA나 Axiom. 하지만 확실히 2030년대까지는요.” Aurelia는 이 작업에 얼마나 많은 돈을 모았는지 또는 썼는지 밝히지 않았지만, NASA 보조금, 기업 후원금, 자선 기부자로부터 부분적으로 자금을 지원받았다고 말했습니다.
우주 정거장에서 일하는 그룹이 많이 있습니다. Axiom Space 자체 궤도 스테이션을 개발 중2026년에 발사하여 일시적으로 ISS에 부착할 첫 번째 모듈입니다. Blue Origin과 Sierra Space는 “혼합 용도 비즈니스 파크”에서 한 번에 최대 10명을 지원하는 프로젝트인 Orbital Reef를 진행하고 있습니다. 이러한 스테이션은 건설을 위해 인간에 의존하며, 부품을 발사하려면 아마도 몇 번의 여행이 필요할 것입니다.
발사를 위해 무언가를 컴팩트하게 만드는 또 다른 방법이 있습니다. 궤도에서 부풀리는 것입니다. NASA는 이미 이것을 했습니다. 실험 BEAM 서식지ISS에 연결되어 2016년에 발사되어 화물을 보관하고 있습니다. Sierra Space는 3층 건물만큼 큰 팽창식 거주공간을 만들고 싶어하지만 아직 우주에서 이러한 디자인을 테스트하지 않았습니다.
에크블로는 TESSERAE 서식지와 팽창식 장치를 상호 보완적인 기술로 본다. TESSERAE의 단단한 외피는 우주인을 미세 유성체와 같은 우주 잔해로부터 더 잘 보호해야 한다. 그리고 TESSERAE 서식지는 팽창식 장치보다 수리하기 쉽다고 그녀는 말한다. 타일을 간단히 교체할 수 있기 때문이다. 팽창식 장치의 경우 찢어짐이 복잡한 패치 작업이나 전체 서식지를 교체해야 할 수 있기 때문이다. 에크블로는 “저는 팽창식 장치에 매우 찬성입니다.”라고 말한다. “제 생각에는 둘 다여야지, 둘 다여서는 안 됩니다.”
디자인 과제
오렐리아 연구소는 TESSERAE 거주 공간이 건설되면 보통 ISS에서 보는 것과는 상당히 다를 것이라고 예상합니다. 기능적일 뿐만 아니라 재미있고, 접근성이 좋고, 편안할 것입니다.
이 디자인은 수십 명의 우주인과의 인터뷰에서 얻은 기발한 요소를 담고 있습니다. 하나는 벽에서 튀어나온 거대한 풍선 말미잘처럼 보입니다. 하지만 실제로는 소파입니다. 우주에서 누워 있는 것은 쉽지 않기 때문에 우주인은 이론적으로 풍선 가지 사이에 끼어 편안하게 지낼 수 있습니다.
하지만 이 기술을 확장하는 것은 어려울 것입니다. 미시간 대학의 항공우주 엔지니어인 올리버 지아-리차드는 Aurelia의 자석과 센서 조합이 더 큰 타일을 자체 조립하는 데 충분할지 확신하지 못합니다. 우주에서 정밀하게 물건을 이동하려면 일반적으로 추진 시스템이 필요합니다. 지아-리차드는 “만약 그들이 이것을 달성한다면, 우리가 이것을 하는 방식 측면에서 획기적인 일이 될 것입니다.”라고 말합니다. 엑블로는 추진의 필요성을 배제하지 않는다고 말합니다.
타일이 현재 만들 수 있는 구조는 기밀이 되지 않아 인간이 사용할 수 없다고 Ekblaw는 지적합니다. 그녀의 팀은 타일 가장자리에 래치를 추가하여 타일을 더 밀접하게 엮을 수 있습니다. 또 다른 아이디어는 사람들이 살 수 있도록 공간 중앙에 기밀 풍선을 부풀리는 것입니다. 이 경우 타일은 내부의 가압된 방광에 대한 단순한 외골격이 될 것입니다.
이 팀은 NASA로부터 내년에 ISS로 더 많은 작은 타일을 보내도록 승인을 받았습니다. 이번에는 32개(7개가 아니라)를 보내서 작은 규모로 전체 구형 구조를 만들 수 있는지 알아볼 것입니다.
이 스토리는 8월 9일에 몇 가지 수정 사항을 포함하여 업데이트되었는데, 여기에는 공동 작업 공간의 위치와 자체 조립 과정에 대한 세부 정보가 포함됩니다.