우주 탐사 및 항공우주의 미래에 사용되는 수소 (항공/우주 분야의 수소 2/2)

우주 탐사 및 항공우주의 미래에 사용되는 수소

우주 여행에서 수소의 역할

 수소는 수십 년 동안 우주 탐사의 필수적인 부분이었습니다. 예를 들어 NASA는 1960년대부터 우주 임무를 위한 연료원으로 액체 수소를 사용해 왔습니다. 우주 비행사를 달로 데려간 상징적인 새턴 V 로켓에서는 수소 연료가 로켓 엔진의 액체 산소와 결합되어 지구의 중력에서 벗어나는 데 필요한 엄청난 추력을 생성했습니다. 오늘날 수소는 계속해서 로켓과 우주선에 동력을 공급하여 우주 탐사를 위한 핵심 연료로서의 역할을 확고히 하고 있습니다.

우주에서 수소를 사용하는 것은 비에너지가 높기 때문에 특히 유리합니다. 수소는 거의 모든 다른 연료보다 중량 단위당 더 많은 에너지를 전달합니다. 이는 1kg의 연료가 중요한 로켓에 동력을 공급하는 데 이상적입니다.

 

미래 화성 탐사에 사용되는 수소

 우주 탐사에서 수소의 가장 야심찬 용도 중 하나는 화성 임무에서의 잠재적인 역할입니다. NASA를 포함한 우주 기관과 SpaceX와 같은 민간 기업은 향후 수십 년 내에 인간을 화성에 보낼 계획이며, 수소는 이러한 임무에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.

수소는 로켓 연료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 장기간 우주 임무에서 생명을 유지하는 데 필수적인 물과 산소를 생산하는 데에도 사용될 수 있습니다. 전기분해라는 과정을 통해 수소는 물에서 분리되어 우주비행사가 호흡할 수 있는 산소를 생성하고, 생성된 수소 가스는 연료로 사용될 수 있습니다.

또한 화성의 대기에는 이산화탄소가 포함되어 있는데, 이는 사바티에 반응이라는 과정에서 수소와 결합하여 잠재적인 로켓 연료인 메탄과 물을 생성할 수 있습니다. 이를 통해 향후 화성 임무에서 현장에서 연료를 생산하여 지구에서 운송해야 하는 연료의 양을 줄일 수 있습니다.

 

수소 동력 위성 및 우주선

 수소는 위성과 우주선의 동력원으로도 연구되고 있습니다. 기존 위성은 에너지를 얻기 위해 태양 전지판과 배터리에 의존하지만, 수소 연료 전지는 특히 태양 에너지가 덜 효과적인 태양에서 멀리 이동하는 임무에 더 효율적이고 오래 지속되는 전력 솔루션을 제공할 수 있습니다.

한 가지 잠재적인 응용 분야는 심우주 탐사선입니다. 이 탐사선에는 외행성과 그 너머에 대한 장기 임무를 수행하기 위해 안정적인 에너지원이 필요합니다. 수소 연료 전지는 과학 장비 및 통신 시스템에 지속적인 전력을 공급할 수 있으므로 이러한 우주선이 태양 에너지에 의존하지 않고도 장기간 작동할 수 있습니다.

 

수소 우주 탐사의 과제와 기회

 수소의 장점에도 불구하고 우주에서 사용하는 데에는 어려움이 있습니다. 우주 진공 상태에서 액체 수소를 저장하고 운송하려면 고급 단열 및 격납 시스템이 필요하며, 우주선에 수소를 공급하기 위한 인프라는 아직 초기 단계입니다. 그러나 우주 탐사가 계속 확대되면서 지구와 우주 모두에서 수소 인프라 개발이 가속화될 것으로 예상됩니다.