[인사이트] 1971년 우주인 첫 자동차 루나 로버, 티타늄 요철 붙인 강철선 타이어 달아

공기가 든 둥근 고무 타이어는 이 세상, 즉 지구 환경에 맞게 진화한 바퀴 모양이다. 공기가 없고, 극저온과 극고온이 교차하는 ‘별나라’에선 바퀴의 모양과 성능이 달라야 굴러간다.

진공인 달에선 공기 든 타이어 못써 #화성 큐리오시티도 특수금속 바퀴

인류 역사상 최초로 지구 밖 우주 세계에 도착한 바퀴는 1970년 11월 당시 소련이 달에 쏘아올린 루나 17호와 함께 간 루노호트(Lunokhod) 1호의 그것이다. 루노호트는 지구에서 조종하는 무인 전기차로, 한쪽에 4개씩 총 8개의 바퀴를 달았다. 바퀴에는 20세기 지구를 석권한 공기가 든 타이어가 없었다. 진공인 달에서는 공기가 든 타이어를 쓰기 어렵다. 타이어에 미세한 틈만 있어도 쉽사리 공기가 빠져나가기 때문이다. 대신 바닥에 닿는 면적이 넓은 강철 망사 타이어에 자전거처럼 바큇살이 축과 연결된 모습이었다. 중력이 지구의 6분의 1밖에 되지 않는 데다 우주 방사선은 물론 햇빛이 들 때는 섭씨 130도 이상이 되지만, 반대로 해가 진 후에는 영하 170도 아래로 떨어지는 가혹한 환경에서도 견딜 수 있게 하기 위해서였다.

1971년 아폴로 15호에 실려 달에 도착한 NASA의 월면차.[중앙포토]

우주인이 탄 최초의 월면차와 바퀴는 7개월 뒤에 나왔다. 71년 6월 미국 아폴로 15호가 달에 싣고 간 미 항공우주국(NASA)의 월면차(月面車)다. 루나 로버로 불린 이 월면차에는 미국 자동차회사 제너럴모터스(GM)의 방위연구소에서 고안한 81㎝ 지름의 알루미늄 휠에 아연도금을 한 강철선 가닥으로 만든 폭 23㎝ 타이어 4개를 달았다. 타이어와 월면이 닿는 표면에는 일반 타이어의 트레드 무늬처럼 마찰력을 위해 티타늄 띠를 ‘브이(V)’자형으로 붙였다.

2012년 화성에 착륙해 지금까지 활동 중인 화성탐사로봇 큐리오시티. [중앙포토]

지구에서 7700만㎞ 떨어진 화성으로 간 수레바퀴도 있다. 1997년부터 2012년까지 소저너와 스피릿·오퍼튜니티·큐리오시티라는 이름의 무인 탐사차들이 특수금속 바퀴를 달고 화성을 누볐다. 화성은 기압이 지구보다 낮긴 하지만 이산화탄소가 주성분인 대기가 있다. 여름에는 섭씨 35도까지 기온이 올라 지구와 비슷해 보이지만 겨울에는 영하 140도까지 떨어지는 가혹한 환경이다. 이 때문에 지구와는 다른 모습의 바퀴를 달았다. 소저너에서부터 큐리오시티까지 화성탐사차는 모두 독립적으로 움직이는 6개의 바퀴를 달았다. 첫 화성탐사차인 소저너는 무게 11.5㎏에 크기도 65㎝에 불과했다. 충전이 불가능한 하루 분량의 전력만 저장한 배터리를 장작했기 때문에 강철로 만든 바퀴의 성능도 제한적이었다. 화성탐사차는 갈수록 커지고 기능도 다양해졌다. 가장 최신 버전인 큐리오시티는 무게 900㎏에 일반 소형차 크기다. 동력은 기존의 태양전지와 달리 플루토늄-238 동위원소의 붕괴로 얻은 열을 110W 규모의 전기로 변환할 수 있는 원자력 전지를 사용하고 있다. 덕분에 지름 50㎝의 특수 알루미늄 바퀴는 현재도 작동하면서 탐사 임무를 수행 중이다.

한국과학기술연구원(KIST)의 달탐사로버사업연구단장인 강성철 박사는 “달이나 화성 같은 극저온·극고온의 환경에서는 열에 약한 고무 타이어를 쓸 수 없어 알루미늄이나 금속으로 된 이빨이 있는 바퀴를 쓸 수밖에 없다”고 말했다.

최준호 기자