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Nikkei X-TECH_2024.4.26

월면 경제권
LEV-2D에 이은 새로운 일본 발 월면 로봇
올해, 월면에서 미션 수행

올 1월, 달 착륙에 성공한 우주항공연구개발기구(JAXA)의 소형 달 착륙 실증기 ‘SLIM’의 월면에서의 모습을 포착한 한 장의 사진은 일본뿐 아니라 전 세계를 깜짝 놀라게 했다.

이 사진을 촬영한 것은 JAXA, 다카라토미, 소니그룹, 도시샤(同志社)대학이 공동 개발한 ‘SORA-Q’라는 애칭으로 불리는 초소형 월면 탐사차량(로버) ‘LEV-2(Lunar Excursion Vehicle 2)’이다.

이 LEV-2와 마찬가지로 또 하나의 초소형 달 탐사차량이 올해 안에 월면에서 미션을 수행할 예정이다. 그것은 바로 로봇·우주 분야 벤처인 다이몬(도쿄)의 ‘YAOKI’. 4륜 이상이 상식으로 여겨지는 달 탐사차량의 바퀴를 2륜으로 구성해 기존 대비 10분의 1이라는 경량성을 실현했다. YAOKI의 크기는 15cm×15cm×10cm, 무게는 498g이다.

YAOKI는 올 2월, 민간기업으로는 최초로 달 착륙에 성공한 미국 Intuitive Machines가 올 10~12월에 실시하는 두 번째 미션을 통해 달에 수송될 계획이다. 착륙 지점은 달의 남극 지역이다.

YAOKI는 수송 시에 Intuitive Machines의 달착륙기(랜더) ‘Nova-C’의 측면에 위치한 전용의 케이스에 수납∙고정되고, 착륙 후에는 지상으로부터의 커맨드로 케이스가 열려 월면에 방출된다. YAOKI와 케이스는 실로 연결되어 있고, 커맨드가 실행되면 실에 불이 붙어 끊어지는 구조이다.

YAOKI는 광학 카메라를 탑재하고 있으며, 월면에서 랜더와 함께 수송되는 페이로드의 사진을 촬영해 전송하는 것이 주요 미션이다. LEV-2와 마찬가지로 로우앵글 사진을 촬영할 수 있기 때문에 월면의 상세한 지형 데이터를 얻을 수 있다.

이전, 자동차 엔지니어로서 보쉬에서 아우디용 사륜구동 시스템 ‘quattro’ 개발에 참여, 현재는 다이몬의 대표이사를 맡고 있는 나카지마(中島) 씨는 이번 미션의 성공 판단 기준에 대해 이렇게 말한다.

“최소한의 성공은 랜더 등을 촬영하며 주변을 주행(수백 미터 정도)하는 것. 최대한의 성공은 탑재된 리튬이온전지의 지속 시간이 최대 6시간이기 때문에 원격 조작으로 촬영 및 주행을 반복해 3시간 정도 탐사하는 것이다. 부가적으로는 달의 자원이나 영구음영지역을 촬영하는 것. 웅덩이에 빠지거나, 동굴 등을 촬영할 수 있으면 더욱 좋다”.

달에는 높낮이 차이가 큰 단차와 웅덩이, 동굴 등이 산재해 있다. 월면 탐사차량은 사람을 대신해 탐사하는 모빌리티이기 때문에 웬만해서는 균형을 잃지 않으며, 자세 회복이 용이한 점이 요구된다. 그래서 YAOKI는 상하 대칭의 2륜 보디 디자인이다. 또한 100G의 충격을 견딜 수 있도록 설계되어 있어, 동굴 속으로 들어가 탐사하는 것도 가능하다고 한다.

2023년 여름에는 중력이 지구의 6분의 1인 월면 환경을 재현한 진공조를 개발해 테스트를 실시했다. 월면을 덮고 있는 모래인 레골리스를 모방한 모래를 깔고 진공조를 낙하시키는 동안 YAOKI를 주행시켜 데이터를 취득했다. ”시험시간은 1회 1초에 불과하지만, 하루에 10번 정도 시험해 차륜과 스테빌라이저에 대해 최적의 형상을 찾을 수 있었다. 올 봄부터 데이터 해석을 시작할 예정이다”(나카지마 대표이사)라고 한다.

-- 나사 1개부터 우주에서 실험할 수 있어 --
YAOKI가 LEV-2와 크게 다른 것은 다이몬의 목적이 '월면 탐사차량 비즈니스'라고도 말할 수 있는 새로운 사업을 창출하는 데 있다는 점이다. 다이몬이 전개하는 월면 탐사 사업에는 3가지 종류가 있다. (1)기술 파트너의 하드웨어나 소프트웨어 등의 월면 수송 및 실증 (2)기체(機體)의 OEM(주문자 상표 부착 생산) 제공 (3)월면에서 취득한 데이터의 판매이다.

(1)은 일본의 우주 벤처인 ispace나 Intuitive Machines 등이 제공하는 랜더에 의한 수송 서비스와 비슷하지만, “당사의 경우는 나사 1개부터 우주에서 실험할 수 있다. 중소 기업의 요소 기술을 우주에서 테스트하는 데 사용할 수 있다는 것이 특징이다”(나카지마 대표이사)라고 한다.

일반적으로 달 수송 비용은 kg당 1억 엔 이상 소요되는 것으로 알려져 있다. YAOKI는 소형·경량이기 때문에 고객에게 다른 달 수송 서비스보다 비용이 낮다는 것이 장점이다.

구체적으로 업체당 계약금은 1,000만 엔. YAOKI 1호기의 기술 파트너는 약 10개 사로, CFRP(탄소섬유강화플라스틱)를 제공하는 미쓰비시케미컬과 소재 가공 업체 우치다(사이타마 현) 등이다.

-- 탐사 실시까지의 시간을 극적으로 단축 --
(2)에서는 직접 달 탐사를 실시하는 기업 등에 대해 달 탐사차량이나 노하우를 제공한다. 요금은 대당 대략 1억 엔이다. 통상적으로 달 탐사를 실시하기까지 개발에 7년, 계약 후 인증에 3년이 걸린다. 이것을 OEM을 통해 1년 안에 실시가 가능하도록 한다.

이를 위해 다이몬은 YAOKI를 베이스로 차륜을 4륜으로 해 주행의 안정성을 높이고 동시에, 센서 등 부품의 탑재 공간을 확대한 월면 탐사차량을 개발하고 있다. 계약 기업은 이 탐사차량에 미션에 대응하는 센서 등을 탑재할 수 있다.

다이몬은 2025년에 계획하고 있는 두 번째 달 탐사 미션에서 OEM용 4륜 탐사차량과 현행의 YAOKI에 자율주행 기능을 추가한 2륜 탐사차량 등 2대를 월면에 보낼 계획이다.

또한 다이몬은 올 2월, OEM용으로 개발하고 있는 4륜 탐사차량 기술을 전용해 지상용 천장 점검 로봇을 개발하겠다고 발표했다. 1960년대 고도 경제 성장기에 건설되어 노후화된 빌딩의 유지보수가 목적으로, 올해 개발을 완료하는 것을 목표로 하고 있다.

다이몬은 2026년 이후, 월면에 수송하는 탐사차량의 수를 늘리는 것과 동시에, 극단적인 기온차로부터 탐사차량을 보호하는 셸터를 개발해 월면에서 수개월간의 장기 운용을 목표로 하고 있다. 미래에는 월면에 YAOKI를 100기 수송해, 그룹 탐사로 월면의 상세한 지도를 제작하는 것도 구상하고 있다.

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