태양열 항공시대 활짝

태양열 비행시대가 열리고 있다. 1903년 라이트 형제가 처음 비행기를 만든 이래 비행기 역사의 혁명으로 여겨지는 태양열 비행기가 최근 잇따른 실험에 성공, 차세대 비행수단으로 각광을 받고 있다.

미 항공우주국(NASA)과 캘리포니아주 에어로 바이런먼트사가 공동제작한 태양전지 구동 무인항공기 '헬리오스'가 지난달 14일 처녀비행에 성공했다. 이어 지난 13일 미국 하와이에서 실시된 두번째 비행도 성공적으로 마쳤다.

그리스 신화에 나오는 태양신 헬리오스(Helios)의 이름을 딴 이 비행기는 이날 실험에서 5시간 6분동안 상승해 고도 2만5천500m에 도달, 지난 76년 제트비행기가 세운 고도 2만5천30m 기록을 경신했다.

헬리오스의 날개 전장은 2.4m에 불과하지만 폭은 74.1m에 달한다. 프로펠러 1개당 2마력을 낼 수 있는 태양전지 구동 프로펠러 14개가 양날개에 장착됐다. 양날개는 바람의 세기와 방향에 따라 유연하게 움직일 수 있도록 고안됐다. 낮에는 태양전지로, 밤에는 재충전 연료전지를 이용해 동력을 얻는다.

약 6천500개의 태양전지가 비행기 전체에 장착돼 있으며 무게는 700kg정도로 소형자동차보다 가볍다. 평균시속은 160km로 비행기로서는 다소 느리다. 하지만 연료전지의 성능이 강화되면 속도가 더욱 빨라질 것으로 보인다.

태양열 비행기는 연료 공급 없이 태양열 에너지로 운행하기 때문에 군사, 통신분야에서 엄청난 변화를 몰고올 전망이다. 비행고도가 일반 비행기의 3배인 약 3만m에 육박하는데다 재충전 연료전지를 이용하므로 비가 오는 날이나 밤에도 비행이 가능하다. 따라서 기상관측 위성이나 통신위성을 대신해 일기예보 및 통신용 비행기로 사용하기에 안성맞춤이다.

또 고정된 궤도를 운행하는 인공위성과 달리 수직으로 고도를 원격 조정할 수 있어 정밀측정에 유리하고 위성제작 가격에 비해 훨씬 싼 값으로 제작할 수 있다. 언제든지 교체 가능하고 수리할 수 있다는 것도 장점이다.

태양열 비행기의 실용화는 화성탐사 등 우주과학분야에도 진전을 가져올 것으로 기대된다. 3만m 상공의 대기 여건이 화성대기와 비슷한데다 태양열 비행기는 지상탐사물체보다 더 많은 영역을 관찰할 수 있고 연료 공급없이 반영구적으로 사용할 수 있기 때문이다.

최창희기자 cch@imaeil.com