일본산업뉴스요약

'하야부사2' 기술로 정전기 제거 장치 개발
JAXA와 하루노전기, 100배 이상 빠르게 제거

우주항공연구개발기구(JAXA)는 전기기기업체인 하루노전기(가와사키시)와 공동으로 소행성 탐사기 ‘하야부사2’의 엔진 기술을 응용해 진공 속에서 정전기를 제거하는 장치를 개발했다. 기존의 100배 이상의 속도로 정전기를 제거할 수 있다고 한다. 반도체나 액정 공장에서의 이용을 전망하고 있다. 탐사기에 부착해 고장의 원인인 먼지 제거에 활용하는 것도 고려하고 있다.

하야부사2는 이온엔진으로 추진한다. 양이온을 분출하는 것 만으로는 탐사기가 음으로 대전해 이온의 기세가 억제돼 버리기 때문에 엔진의 후방에서 전자를 분출해 탐사기를 전기적으로 중화하고 있다. 전자를 분출하기 위해 마이크로파와 자석으로 크세논 가스를 플라스마(전리)로 하고 있으며, 이를 정전기 제거에 응용했다.

개발한 장치는 플라스마로 한 크세논을 진공실내에 보내는 시스템이다. 실내에 들어간 대전한 물체는 플라스마를 매개로 해서 벽과 전기적으로 연결돼 정전기가 제거된다. JAXA가 제조하고 하루노전기는 장치의 성능 시험이나 고객이 요구하는 성능 조사를 담당했다.

일반적인 정전기 제거장치는 진공 속에 남은 공기나 수증기 등의 가스를 이온화해서 이용했었다. 진공도가 높으면 가스가 적기 때문에 이온도 그다지 발생하지 않아 정전기 제거에 시간이 걸린다. 개발한 장치는 크세논의 플라스마를 진공실 외부에서 다량으로 넣을 수 있기 때문에 정전기가 진공실의 벽에 쉽게 전달돼 고속으로 제거할 수 있다.

높은 진공도에서 정전기를 제거하는 작업은 반도체나 액정 등의 제조에서 필수지만 시간이 들고 보틀넥이 되는 경우가 많다고 한다. 개발팀은 산업에서의 수요는 크다고 전망하고 있다.

성과는 JAXA가 기업이나 연구기관과 공동 연구하는 ‘우주탐사이노베이션허브’의 사업 중 하나다. 지금까지 건설업체인 가지마나 소니 등과 협업하고 있다. 우주탐사에 유용할 뿐 아니라 사업화로 이어지는 기술 개발을 추진하는 것이 목적이다.

또한 JAXA 등은 이번 정전기 제거 기술을 발판으로 삼아 우주공간에서 먼지를 제거하는 방법을 확립할 계획이다. 다른 천체의 표면에 존재하는 먼지는 탐사기의 고민거리다. 과거에는 먼지가 태양광발전 패널에 부착해 출력을 약하게 만들거나 방열 장치에 들어가 기체가 과열되는 사례가 있었다.

달 등에서는 중력이 작고 바람이 불지 않기 때문에 정전기로 먼지가 부착하면 제거하기 어렵다. 먼지 제거가 가능해지면 탐사기가 중장기에 걸쳐 안정적으로 움직일 수 있게 된다.

그러나 먼지는 제거해도 부착했던 장소에서 바로 떨어지는 것은 아니라고 한다. JAXA 등은 앞으로 연구를 계속 추진해 나간다.

● 우주탐사 이노베이션허브에서의 공동연구 사례

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