화성 헬리콥터, 단독 임무수행 성공…험지 관통하며 공중탐사

지형 거칠어 탐사차 이동하기 어려운 지역

2분46초 동안 625미터 비행하며 항공 촬영

9번째 비행서 시간 · 거리 모두 새기록 세워

 

퍼시비런스에서 본 세이타 지역 전경. 인지뉴이티는 이 지역을 완전히 통과해 앞쪽 언덕 너머에 착륙했다. 나사 제공

 

미국 항공우주국(나사)의 화성 헬리콥터 인지뉴이티가 9번째 비행에서 이전 기록을 훨씬 뛰어넘는 새 기록을 세웠다. 지난 4월19일 첫 시험 비행에 나섰던 인지뉴이티는 5월22일 6번째 비행부터는 시범 임무 수행 단계로 전환해 활약하고 있다.

 

나사는 인지뉴이티가 지난 5일 비행에서 초속 5미터의 속도로 2분46초(166.4초) 동안 화성의 험한 지형 위를 625미터 날았다고 발표했다. 이날 비행 거리는 8번째 비행 때의 4배에 이른다.

 

이번 비행은 ‘세이타’라는 움푹 파인 모래 지역을 탐사하기 위한 것이었다. 이곳은 모래 지형이 물결처럼 굽이쳐 있는 기복이 심한 지역이어서 탐사차 퍼시비런스가 통과하기 어려운 지역이다. 자칫 모래 물결층 사이로 갇혀버릴 위험이 크다. 이에 따라 나사는 퍼시비런스 대신 인지뉴이티에 이곳의 암석과 물결 지형을 항공 촬영하는 임무를 부여했다.

 

    * 인지뉴이티가 세이타 지역 이동 중 찍은 자신의 그림자. 나사 제공

 

이는 그동안 평평한 지형만을 비행한 인지뉴이티엔 모험이다. 나사는 인지뉴이티의 안전비행을 위해 거친 지형을 평평한 것으로 인식하도록 하는 알고리즘을 적용했다. 이는 인지뉴이티가 땅의 높낮이 변화에 방해받지 않고 오로지 비행에만 집중할 수 있도록 하기 위해서다. 비행시 지형의 높낮이를 반영하면 기체가 요동을 칠 수 있다. 나사는 인지뉴이티가 지형을 평평하게 인식하는 약점을 보완하는 방법으로, 비행 고도를 좀 더 높이고 속도는 낮춰 비행 중 위험에 빠지지 않도록 했다.

 

문제는 지형의 높낮이를 무시하고 모두 평평한 것으로 간주할 경우 착륙 지점을 찾는 데 어려움을 겪을 수 있다는 점이었다. 나사는 이전보다 훨씬 더 큰 착륙장을 설정하는 방식으로 이 문제를 해결했다. 인지뉴이티는 착륙장 중심에서 47미터 떨어진 곳에 무사히 착륙했다.

 

* 인지뉴이티가 그동안 비행했던 경로. 초록색 선은 1~8번째 비행, 노란색 선은 9번째 비행 경로이다. 나사 제공

 

옛 수심 가장 깊은 곳 촬영한 사진 전송 기대

 

이번 비행은 그동안 퍼시비런스와 가까운 거리를 유지해 왔던 인지뉴이티가 처음으로 퍼시비런스의 시야를 벗어난 지점까지 자율적으로 임무를 수행하는 데 도전해 성공한 첫 사례다. 현재 인지뉴이티는 ‘세이타’ 남서쪽 끝, 퍼시비런스는 동쪽 가장자리에 위치해 있다.

 

인지뉴이티가 이날 촬영한 다양한 컬러사진들은 다음주 지구에 도착할 예정이다. 나사는 과거 이곳이 호수였을 당시 가장 깊은 수심을 기록했을 것으로 보이는 ‘필롯 피나클’ 주변 모습이 담긴 사진을 받을 수 있기를 기대하고 있다. 빡빡한 탐사 일정을 고려할 때 퍼시비런스가 이곳을 방문할 가능성은 거의 없기 때문에, 인지뉴이티의 이번 비행은 이곳을 상세하게 조사할 유일한 기회였다.    곽노필 기자

 

‘아찔한 순간’ 잘 넘긴 화성 헬리콥터 6번째 비행

제어 시스템 이상으로 비행중 기체 요동
내비게이션 사진 한 장 사라진 것이 원인
오류 허용치 둔 설계 덕분에 무사히 착륙

 

    지난 22일 6번째 비행에 나선 인지뉴이티가 10미터 상공에서 촬영한 화성. 나사 제공

 

다섯번의 시험 비행을 마치고 첫 시범 임무 수행에 나선 화성 헬리콥터 인지뉴이티가 기체가 요동을 치는 위태로운 순간을 견뎌내고 무사히 비행을 마쳤다.

미국 항공우주국(나사)은 27일 인지뉴이티가 화성 체류 91일째인 지난 22일 비행 영역을 넓혀 서쪽 관심 지역의 입체 이미지를 촬영하는 임무에 나섰다고 밝혔다.

 

나사는 이날로 6번째 비행에 나선 인지뉴이티에 고도 10미터까지 상승한 뒤 초당 4미터의 속도로 남서쪽 방향으로 150미터를 이동하도록 지시했다. 이 지점에 도착하면 남쪽 방향으로 15미터를 비행하면서 지상을 촬영한 뒤 북동쪽으로 다시 50미터를 날아가 착륙하는 것이 이날의 임무였다.

 

비행은 순조롭게 시작됐다. 그러나 임무 수행 목적지인 150미터 지점에 거의 다다라, 인지뉴이티의 기체가 무슨 연유에선가 앞뒤로 흔들리기 시작했다. 이런 동작은 이후 비행 중 내내 지속됐다. 나사가 탑재된 센서의 기록을 확인한 결과, 착륙하기 전 기체는 20도 이상 요동을 치고 전력소비량이 치솟았던 것으로 나타났다.

 

       화성 헬리콥터 인지뉴이티 6번째 비행의 마지막 29초. 기체가 심하게 흔들리고 있음을 알 수 있다.

 

무슨 문제가 생겼을까?

인지뉴이티는 내장된 관성측정장비(IMU)가 기록하는 가속 및 회전 속도 데이터와 내비게이션 카메라가 촬영하는 지형 이미지 데이터를 비교 분석해 비행을 자동 제어하는 시스템을 갖고 있다. 내비게이션 카메라는 초당 30장의 사진을 찍는다.

 

그런데 비행 시작 54초 뒤 사진이 제어 시스템에 전달되는 과정에서 작은 결함이 발생해 사진 한 장이 사라졌다. 더 중요한 건, 이 때문에 이후 모든 이미지들의 촬영 시간 기록이 부정확해졌다는 점이다. 이 시점부터 비행 제어 알고리즘은 이 부정확한 정보를 바탕으로 작동했다.

실제 상황과 정보가 일치하지 않음에 따라 게속해서 비행값을 수정하는 작업이 이어지면서 기체가 요동을 친 것이다.

 

    6번째 비행 다음날 퍼시비런스에서 촬영한 인지뉴이티. 나사 제공

 

그럼에도 인지뉴이티의 비행이 중단되지는 않았다. 다만 애초 예정했던 지점에서 약 5미터 떨어진 곳에 착륙했다. 나사는 “이는 시차를 포함해 어느 정도의 오류가 발생하더라도 이를 수용할 수 있는 ‘안정 범위’를 두도록 제어 시스템을 설계한 덕분”이라고 설명했다.

또 착륙 단계에선 내비게이션 카메라가 작동을 중단하도록 설계한 것도 무사히 비행을 마치는 데 중요한 역할을 했다고 나사는 덧붙였다. 마지막 순간에 카메라 이미지가 중단되자, 잘못된 정보 탓에 요동치던 기체가 정상적인 자세를 회복하면서 안전하게 착륙할 수 있었다는 것이다.

 

나사는 인지뉴이티가 이번 비행을 통해 어려운 상황을 헤쳐나가는 능력을 발휘함으로써 비행 제어 시스템이 얼마나 견고한지 확인하는 성과를 거뒀다고 밝혔다. 곽노필 기자

 

대기 밀도 ‘지구 100분의 1’ 화성을 나는 헬기 소리 잡혔다

나사, 80미터 거리서 비행음 녹음 성공

“화성 대기를 이해하는 금광 확보한 격”

 

4월30일 화성 헬리콥터의 비행 장면. 나사 제공

 

무인 소형 헬리콥터 인지뉴이티가 화성 하늘을 나는 소리를 화성 탐사차 퍼시비런스가 녹음해 지구로 보내왔다.

미국항공우주국(나사)은 이 비행음은 지난달 30일 인지뉴이티가 4차 비행을 할 때, 이착륙 지점에서 80미터 떨어져 있는 퍼시비런스의 마이크 두 대 중 한 대로 녹음한 것이라고 밝혔다. 나사는 지구 밖 탐사선이 다른 탐사체의 소리를 녹음한 것은 처음이라고 의미를 부여했다.

 

나사에 따르면 인지뉴이티의 날개 회전 속도는 지구의 헬리콥터보다 5배 빠르지만, 화성의 공기 밀도가 매우 낮기 때문에 비행음을 포착할 수 있을지 확신할 수 없었다. 화성의 대기 밀도는 지구의 100분의1 수준이다.

 

https://youtu.be/y5niGi4k9vQ

 

퍼시비런스 마이크 담당 과학자 다비드 미문은 "지구에서 시뮬레이션할 때는 비행음을 거의 포착하지 못했었는데 이렇게 먼 거리에서 운좋게도 비행음을 녹음할 수 있었다"며 "이 비행음은 화성 대기를 이해하는 데 금광과 같은 것"이라고 말했다.

 

나사 과학자들은 녹음된 소리 가운데 주파수 80헤르츠 이하와 90헤르츠 이상은 제거하고, 귀에 잘 들리는 84헤르츠 소리만 분리한 뒤 음량을 키웠다. 헬리콥터가 퍼시비런스에 가까와질 때는 비행음이 커진다. 나사는 3차 비행까지는 퍼시비런스 시스템 작동에 방해가 될 것을 우려해 비행음 녹음을 시도하지 않았다.

 

인지뉴이티는 지난달 30일 낮 12시33분(화성시각 기준) 고도 5미터 높이에서 117초 동안 266미터를 왕복비행했다.

인지뉴이티는 5차 비행에서는 왕복비행을 하지 않고 더 먼 곳으로 날아가 다른 장소에 착륙한다. 곽노필 기자

 

"너무 잘했어, 인저뉴어티"…화성 헬기 임무 한달 더 연장

더 멀리, 더 길게 4차 시험비행도 성공…8월말까지 이어질수도

 

인저뉴어티와 함께 찍은 퍼서비어런스 셀카 [NASA/JPL-Caltech/MSSS 제공]

 

지구 밖 행성에서 최초의 동력 비행에 성공하며 기대 이상의 성과를 보인 미국 항공우주국(NASA)의 화성 헬기 '인저뉴어티'(Ingenuity)가 원래 예정됐던 한 달간의 임무를 넘어 화성 하늘을 날게 됐다.

NASA와 외신에 따르면 인저뉴어티는 화성의 고대 생명체 탐사를 목표로 파견된 '퍼서비어런스'(Perseverance)의 과학탐사 일정을 고려해서 한 달 내에 5차례의 시험비행을 모두 마치고 임무를 끝내는 것으로 계획돼 있었다.

 

지난 2월 18일 착륙한 퍼서비어런스가 본격적인 과학탐사를 미루고 시험비행의 신호 중계와 동영상 촬영 등을 돕는 만큼 그 이상 임무를 연장하지 않겠다는 것이었다.

그러나 NASA는 30일 인저뉴어티가 남은 시험비행 일정을 모두 마치면 화성 대기에서 헬기가 뜰 수 있는지를 확인하는 기술 시연에서 탐사 운용 시연 단계로 전환해, 화성 시간으로 한 달간 더 시험비행을 하고, 길게는 8월 말까지도 연장할 수 있다고 공식적으로 밝혔다.

 

인저뉴어티는 이날 4차 시험비행에 나서 5ｍ 고도에서 2분간 266ｍ를 비행했다. 이전보다 더 멀리 더 길게, 더 빨리 비행하는 데 성공했다.

약 일주일 뒤 이뤄질 5차 비행에서는 지금까지와 달리 이륙지점인 '라이트형제 필드'로 돌아오지 않고 4차 비행 때 물색한 새 장소에 착륙하게 된다.

 

          인저뉴어티가 3차 비행에서 잡은 자신의 그림자 [NASA/JPL-Caltech 제공]

 

NASA는 인저뉴어티가 5차 시험비행까지 성공하고 비행이 가능하면 이후에는 퍼서비어런스가 암석과 퇴적물 시료를 채취할 과학탐사 지역과 이동로를 공중 정찰하고, 로버가 접근할 수 없는 곳을 촬영해 입체 이미지를 제공하는 등 미래의 무인 및 유인 탐사에서 우주 헬기로 얻을 수 있는 것들을 시연하게 된다고 밝혔다.

이런 시연 과정에서 인저뉴어티의 비행 간격은 2~3주에 한 번꼴로 조정되며, 퍼서비어런스의 과학탐사 임무를 최대한 방해하지 않도록 운용된다.

 

퍼서비어런스는 화성시간으로 착륙 66일(솔·sol)째인 지난 26일 과학탐사를 진행할 목표지점 탐색을 위해 약 10m가량 이동했으며, 앞으로 약 200솔 동안에는 멀리 이동하지 않고 고대 삼각주로 추정되는 '예제로 크레이터' 바닥 부위의 2㎞ 내에서 짧게 움직이며 암석과 토양 시료를 채취하게 된다.

NASA는 인저뉴어티의 임무 연장을 위해 퍼서비어런스의 탐사 영역이 조정된 것은 아니라면서 "원래 현재 위치에서 상당한 시간 탐사가 진행되길 바랐으며, 따라서 둘이 같이 있게 된 것은 일종의 우연"이라고 했다.

 

인저뉴어티 운영팀은 퍼서비어런스가 10월 중순 통신장애 이전에 진행하던 탐사 임무를 마칠 수 있도록 8월 말 이전에 인저뉴어티의 임무를 종료한다는 계획이다. 이때는 화성이 태양을 사이에 두고 지구 반대편의 합(合) 위치에 있어 퍼서비어런스와의 통신이 제대로 이뤄지지 않는다.

NASA 기술진은 그러나 8월 말 이전에 인저뉴어티가 작동 불능 상태에 빠질 수도 있는 것으로 보고 있다. 가장 큰 걸림돌은 밤에 영하 90도까지 떨어지는 추위가 될 것으로 지적됐다. 태양광 충전으로 가동되는 난방기의 설계 수명이 한 달 정도여서 얼마나 더 지탱할 수 있을지 알 수 없다는 것이다.

 

             인저뉴어티가 포착한 퍼서비어런스호 [EPA/NASA/JPL-Caltech 제공]

 

화성 헬리콥터, 네번째 비행 재도전 끝에 성공

5미터 높이서 266미터 왕복... 사진 60장 찍어

1주일 후 다섯번째 비행 도전…다른곳에 착륙

 

    30일 인지뉴이티(노란색 원)의 네번째 비행 장면. 나사 제공

 

미국항공우주국(나사)의 소형 화성 헬리콥터 `인지뉴이티'(Ingenuity)기 네번째 비행 재도전에서 성공했다.

나사는 인지뉴이티가 30일 낮 12시33분(화성시각 기준) 고도 5미터 높이에서 117초 동안 266미터를 왕복비행했다고 발표했다. 인지뉴이티는 애초 29일 네번째 비행에 나섰으나, 비행모드 전환에 실패하는 바람에 이륙하지 못했다.

나사는 이날 인지뉴이티가 착륙지점으로 돌아오기 직전 50미터 구간에서 두대의 카메라를 이용해 약 60장의 컬러 및 흑백 사진을 찍었다고 밝혔다.

나사는 다섯번째 비행에서는 왕복비행을 하지 않고 다른 지역으로 이동해 착륙시킬 계획이다. 인지뉴이티 운영팀장 미미 아웅은 "다섯번째 비행은 일주일 후에 이뤄질 것"이라고 말했다.

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다섯번째 비행 후 시범활동 돌입...8월 마무리

 

나사는 이날 네번째 비행과는 별도로 인지뉴이티의 비행을 기술 시연에서 임무 시연으로 전환하는 계획도 밝혔다.

 

다섯번째 비행 이후에도 인지뉴이티의 기능이 정상을 유지할 경우 약 2주 후 시범 임무 활동을 시작하기로 했다. 이는 인지뉴이티의 공중 정찰이 화성 탐사에 얼마나 도움이 될 수 있는지 판단하기 위한 것이다. 나사는 "시범 임무 활동을 추가하기로 한 것은 헬리콥터의 에너지, 통신, 내비게이션 시스템이 예상을 뛰어넘는 성능을 보여, 탐사로버 퍼시비런스의 활동 일정에 큰 영향을 주지 않으면서도 비행을 계속할 수 있다는 판단에 따른 것"이라고 설명했다.

나사는 인지뉴이티의 비행이 퍼시비런스 활동에 지장을 주지 않도록 시범 임무 활동은 2~3주에 한 번씩 시도하며, 늦어도 8월 말까지는 마칠 계획이라고 밝혔다.

 

     30일 네번째 비행 장면. 이륙 27초 후에 찍은 사진이다. 나사 제공

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퍼시비런스, 첫번째 표본수집 위해 활동 시작

 

한편 퍼시비런스는 첫번째 표본 수집을 위해 남쪽으로 이동을 시작했다. 나사의 퍼시비런스 담당 과학자 켄 팔리 박사는 "퍼시비런스가 북서쪽 삼각주 평원으로 이동하기에 앞서 예제로 충돌구 바닥을 따라 2km의 암석지대를 이동하면서 첫번째 표본 수집에 나설 것"이라고 밝혔다.   곽노필 기자

 

화성 헬리콥터, 4번째 비행은 실패…5차례 비행 불투명

시운전 때처럼 비행모드 전환 못해...30일 재시도

 

 29일에 촬영한 화성 헬리콥터 인지뉴이티. 인지뉴이티는 이날 네번째 비행 시도에서 이륙하지 못했다. 나사 제공

 

화성으로 간 미국항공우주국(나사)의 무인 소형 헬리콥터 `인지뉴이티'(Ingenuity)가 네번째 비행에 실패했다.

나사는 29일 인지뉴이티가 예제로 충돌분지에서 네번째 비행을 시도했으나 비행모드로 전환하지 못해 이륙하지 못했다고 밝혔다.

 

인지뉴이티는 앞서 지난 9일 1차 비행 최종점검을 위한 시운전 때도 비행모드 전환에 실패해 비행 일정을 연기한 바 있다. 나사는 당시 비행 명령전달 시스템을 수정해 비행모드 전환율을 85%로 높여 1~3차 비행을 성공적으로 마쳤다. 이번 네번째 비행에선 불운하게도 비행모드 전환 실패율 15%가 실현된 셈이다.

 

나사는 30일 네번째 비행에 다시 도전하기로 했다. 비행 예정시간은 낮 12시30분(화성 시각 기준, 한국 시각으론 오후 11시46분)이다.

지난 3일 탐사차 퍼시비런스에서 분리된 인지뉴이티는 19일, 22일, 25일 세 차례에 걸쳐 시험비행 일정을 소화했다. 1차 비행에선 수직 이착륙에 그쳤으나 3차 비행에선 80여초 동안 최고 시속 7.2km(초당 2미터)로 고도 5미터 높이에서 100미터 거리를 왕복비행하는 데 성공했다.

 

25일 3차비행때 인지뉴이티가 5미터 상공에서 찍은 최초의 칼라 화성 항공사진. 왼쪽 상단에 퍼시비런스가 보인다. 나사 제공

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117초 266미터 왕복비행 목표...시한 촉박

 

29일 네번째 비행에선 지상 5미터 높이에서 최고 시속 13km(초당 3.5미터)의 속도로 117초 동안 왕복거리 266미터를 비행하고, 이동거리 1.2미터마다 사진도 찍을 계획이었다.

그러나 이날 실패로 애초 계획했던 5차례 비행을 모두 시도할 수 있을지 불투명해졌다. 인지뉴이티의 비행 시한이 다가오기 때문이다. 지난 3일 화성 땅에 착지한 인지뉴이티엔 한 달의 시간이 주어져 있다. 탐사 일정상 그 이후엔 나사가 탐사차 퍼시비런스의 본래 임무인 화성 표본 수집에 집중해야 한다. 퍼시비런스를 거치지 않고는 인지뉴이티와의 통신이 불가능하기 때문에, 퍼시비런스가 활동을 시작하면 인지뉴이티의 시험비행이 곤란하다. 곽노필 기자

 

화성 헬리콥터 3차비행…지구에서보다 더 빨리, 멀리 날았다

초속 2미터 속도로 50미터 비행 뒤 돌아와

 

화성의 소형 무인 헬리콥터 인지뉴이티의 3차 비행 장면. 인지뉴이티에서 64미터 떨어져 있는 화성 탐사차 퍼시비런스의 카메라로 찍었다. 나사 제공

 

화성의 소형 무인 헬리콥터 인지뉴이티(Ingenuity)가 첫 시험비행 이후 1주일새 세번째 시험비행까지 성공했다.

미국항공우주국(나사)은 25일 실시한 3차 비행에서 인지뉴이티가 지구에서의 시험비행때보다 더 빠른 속도로 더 멀리 날았다고 밝혔다. 나사는 인지뉴이티가 비행을 거듭하며 계속해서 기록을 경신하고 있다고 설명했다.

 

https://youtu.be/kNx9hcrUpww

 

인지뉴이티는 이날 2차 비행과 똑같은 지상 5미터 높이까지 수직으로 이륙한 뒤 50미터를 날아갔다가 착륙지점으로 돌아와 수직착륙했다. 비행 속도는 초당 2미터였다. 비행 시간은 80여초로 2차때보다 30여초가 늘어났다.

나사 제트추진연구소는 "화성 대기를 모방한 지구의 진공 실험실에서는 인지뉴이티가 0.5미터 이상 날 수 있는 공간이 없었기 때문에 이날의 비행은 도전이었다"고 밝혔다. 나사가 공개한 동영상을 보면 인지뉴이티는 비행중 20여초 동안 카메라 시야에서 벗어난 지역까지 날아갔다 돌아왔다.

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이번 주 2차례 더 비행한 뒤 시험 마쳐

이날도 인지뉴이티는 화성시각으로 낮 12시33분에 정확히 이륙했다. 인지뉴이티는 태양전지로 작동하기 때문에 햇빛이 가장 강한 때 비행하는 것이 바람직하다.

나사는 3차 비행 데이터를 토대로 4~5차 비행 계획을 확정해 이번 주 안에 두차례 더 비행한 뒤 시험비행을 마무리할 계획이다. 마지막 비행에서는 인지뉴이티의 한계점까지 밀어붙여 600~700미터 거리까지 이동할 수 있기를 기대하고 있다. 곽노필 기자

 

화성 헬리콥터 2차 비행 성공 “더 높이 더 오래 날았다”

2차 비행서 고도 5미터, 비행시간 52초 기록…2미터 수평이동도

 

    화성 헬리콥터 인지뉴이티의 22일 두번째 비행 장면. 나사 제공

 

화성으로 간 소형 헬리콥터 인지뉴이티(Ingenuity)가 첫 시험비행에 성공한 지 사흘 만에 두번째 비행에도 성공했다.

미국항공우주국(나사)은 인지뉴이티가 22일 51.9초 동안 지상 5미터 높이까지 날아올랐다고 발표했다. 1차 비행 때의 39초, 3미터보다 13초 더 오래, 2미터 더 높이 날았다. 특히 이번엔 제자리에서 고도만 유지했던 1차 때와 달리 약 2미터를 옆으로 수평 이동했다.

 

이날 비행은 오후 6시33분(한국시각), 화성 시간으로 낮 12시33분에 시작됐다. 인지뉴이티는 태양전지로 작동하기 때문에 햇빛이 가장 강한 한낮에 비행해야 한다. 인지뉴이티는 고도 5미터에서 잠시 제자리 비행을 한 뒤 5도 가량 동체를 기울여 약 2미터를 움직였다. 비행 이미지 데이터는 약 4시간 후에 나사 제트추진연구소에 도착했다.

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시험비행 3차례 더 남아…마지막엔 700미터 비행 도전

헬리콥터 운영팀의 수석엔지니어 보브 발라람은 “화성에서 온 비행 정보를 분석한 결과, 우리의 컴퓨터 모델링이 정확했으며 기대치만큼 비행이 진행된 것으로 보인다”고 말했다.

인지뉴이티는 앞으로 2주일 내에 3차례 더 비행을 시도한다. 세 번째 비행에선 약 50미터 거리까지 날아갔다 돌아오도록 할 계획이다. 헬리콥터 운영팀의 하버드 그립 수석조종사는 “마지막 두 차례의 비행 계획은 아직 결정하지 않았다. 지금 말할 수 있는 것은 더 높이, 더 멀리, 더 빠르게 날 수 있도록 하는 것”이라고 말했다. 그는 인지뉴이티의 한계점까지 밀어붙여 마지막 비행에선 600~700미터 거리까지 이동할 수 있기를 희망했다.

 나사 제트추진연구소의 인지뉴이티 운영팀이 22일 두번째 시험비행 데이터를 받고 박수를 치고 있다. 

앞서 스티브 주르치크 나사 국장대행은 1차 시험비행 성공 직후 “1950년대 엑스15(X-15) 비행기는 우주왕복선의 길잡이가 됐고, 1997년 마스패스파인더와 소저너는 이후 3대의 화성 탐사 로버의 길잡이 역할을 했다. 인지뉴이티가 우리를 어디로 이끌지는 정확히 모르지만 적어도 화성에서 하늘은 한계가 아닐 수 있다는 걸 가르쳐준다”고 말했다. 곽노필 기자

 

지구 밖 화성 하늘에서 헬리콥터가 날았다

나사, 지구외 천체서 첫 동력 비행 성공

이륙 뒤 고도 3미터까지 상승 후 착륙

 

화성에서 이륙한 헬리콥터 인지뉴이티. 나사 티브이 화면 갈무리

 

인류가 만든 동력 비행기가 지구 밖 천체에서 처음으로 날았다. 라이트 형제가 최초의 동력 비행기를 띄운 지 118년만이다.

미국항공우주국(나사)은 19일 개발비 8000만달러가 들어간 초소형 헬리콥터 인지뉴이티(독창성이란 뜻)가 화성에서 처음으로 시험비행하는 데 성공했다고 밝혔다.

인지뉴이티 시험비행을 맡고 있는 나사 제트추진연구소는 이날 오후 7시46분(한국시각, 미 태평양 시각 오전 3시46분) 퍼시비런스가 보내온 이미지 등 데이터를 분석한 결과, 인지뉴이티가 이륙-상승비행-착륙에 이르는 비행 전 과정을 성공적으로 마친 것을 확인했다고 발표했다.

인지뉴이티 비행 장면은 64미터 떨어진 거리에 있는 탐사차량 퍼시비런스의 내비게이션 카메라와 마스트캠으로 촬영했다. 첫 비행은 선회비행 없이 30초간의 제자리 비행(호버링)만 이뤄졌으며 총 비행시간은 39초였다.

인지뉴이티의 실제 비행 시각은 이날 오후 3시34분(한국시각)이었다. 화성 시각으로는 낮 12시33분이다. 인지뉴이티는 태양전지로 작동하기 때문에 햇빛을 가장 잘 받을 수 있는 한낮에 비행해야 한다.

이날 비행은 탑재된 운항·제어 시스템을 통해 자동으로 진행됐다. 화성과 지구의 거리가 너무 멀어 실시간 원격 조종을 할 수 없기 때문이다. 현재 화성과 지구의 거리는 2억7800만km 떨어져 있어, 지구에서 보낸 신호가 화성에 도착하려면 15분이 넘게 걸린다.

 인지뉴이티의 비행 고도 그래프. 지상 3미터까지 올라갔음을 알 수 있다. 나사 티브이 화면 갈무리

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지구보다 날개 몇배 더 빨리 돌려야 이륙

인지뉴이티는 애초 지난 12일 첫 비행할 예정이었으나 9일 실시한 시운전에서 비행명령 신호작동 시스템(워치독 타이머) 오류로 비행모드로 전환되지 않아 비행 일정을 14일 이후로 늦췄다. 나사는 이후 명령 시스템에서 몇가지 명령을 추가해 비행모드 전환 시기를 조정한 뒤 지난 16일 시운전을 성공적으로 마쳤다.

높이 0.5미터, 회전날개 길이 1.2미터인 인지뉴이티는 무게가 1.8kg에 불과한 초소형 헬기다. 그러나 무게가 가볍더라도 공기가 희박한 화성 대기에서는 날기가 어렵다. 화성 중력은 지구의 3분의1로 낮지만 대기 밀도가 지구의 1%에 불과해 공기의 힘으로 양력(물체를 띄우는 힘)을 만들기가 쉽지 않다.

따라서 화성에서 비행하려면 지구에서보다 훨씬 빠른 속도로 날개를 돌려야 양력이 만들어진다. 인지뉴이티는 상하로 배치된 두 날개가 서로 엇갈린 방향으로 1분에 2537회씩 회전하도록 설정돼 있다. 초당 40회꼴이다. 이는 지구의 헬리콥터 날개보다 5~10배 빠른 속도다. 퍼시비런스가 보내온 사진과 데이터 화면을 보면 인지뉴이티는 계획대로 지상 3미터까지 상승했다가 내려왔다.

    이륙한 인지뉴이티가 땅에 비친 자신의 그림자를 찍은 사진. 나사 제공

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4차례 더 시험비행...고도 5미터로 높여

나사는 앞으로 30일 안에 고도 5미터, 왕복 선회비행 300미터를 목표로 4차례 더 시험비행에 나설 계획이다. 나사 제트추진연구소의 헬리콥터운영팀은 3일간 첫 비행 자료들을 분석한 뒤 이르면 22일 두번째 시험비행을 시도할 계획이다.

나사는 인지뉴이티 비행이 성공하면 앞으로 화성에서 드론을 이용한 탐사도 가능할 것으로 예상한다. 드론을 이용하면 지금의 로버가 가지 못하는 높은 지대나 험지를 포함해 훨씬 더 넓은 지역을 자유롭게 탐사할 수 있다. 현재 화성에서 활동 중인 탐사로버 큐리오시티가 이동한 거리는 지난 9년 동안 25km다.

앞서 2월18일 화성 예제로 충돌구의 삼각주 평원에 도착한 인지뉴이티는 4월3일 퍼시비런스에서 분리된 뒤 비행을 준비해 왔다. 현재 퍼시비런스 주변의 최고기온은 영하 22도, 최저기온은 영하 83도다. 곽노필 기자

 

화성에 간 우주헬기, 영하 90도 혹한 견뎌내고 시험비행 준비

자체 발열 장치 제대로 작동…오는 11일 첫 비행 목표

 

화성 표면에 착지해 있는 인저뉴어티 [EPA/NASA/JPL-Caltech=연합뉴스]

 

미국 항공우주국(NASA)이 화성에 보낸 소형 헬리콥터가 섭씨 영하 90도까지 떨어지는 '붉은 행성'의 혹한을 성공적으로 견뎌냈다.

화성 탐사 로버 '퍼서비어런스'에서 분리된 1.8㎏ 무게의 초소형 헬기 '인저뉴어티'가 화성 지표면에서 첫날 밤을 무사히 보냈다고 5일 CNN 방송 등이 보도했다.

NASA는 "인저뉴어티가 화성의 추운 밤을 이겨내고 생존했다"며 "인저뉴어티가 화성의 밤을 견뎌낼 수 있는 충분한 에너지를 배터리에 가지고 있다는 것을 확인했다"고 밝혔다.

그동안 화성 탐사 로버 퍼서비어런스에 부착된 상태에서 동력을 공급받아온 인저뉴어티는 최근 탐사 로버에서 분리돼 화성의 고대 삼각주로 추정되는 '예제로 크레이터'의 표면에 착지했다.

NASA는 '예제로 크레이터'의 밤 온도가 영하 90도까지 떨어져 화성 헬기 부품의 동결과 균열, 배터리 손상을 초래할 수도 있었으나 "인저뉴어티가 첫날 밤을 무사히 넘긴 것은 앞으로의 비행을 위한 중대한 이정표"라고 강조했다.

화성 탐사 로버 '퍼서비어런스'가 포착한 '인저뉴어티' 모습 [NASA/UPI=연합뉴스]

인저뉴어티에는 화성의 혹한을 견뎌낼 수 있도록 내부 온도를 섭씨 7도로 유지해주는 발열 장치가 설치됐다.

NASA는 인저뉴어터가 화성의 첫날 밤을 무사히 통과함에 따라 시험 비행 준비 작업에 착수했다.

NASA는 앞으로 이틀 동안 인저뉴어티의 열 제어 및 전력 시스템이 제대로 작동하는지 정보를 수집하고, 오는 7일에는 헬기 날개의 고정 장치를 풀 예정이다.

이어 헬기 날개와 구동 모터, 헬기 동체 방향과 각도를 측정하는 장치, 자율 비행 장치, 태양열 전지판 등을 차례로 점검하는 절차를 거치게 된다.

현재 NASA가 설정한 인저뉴어티의 첫 비행 예정일은 11일이다.

NASA는 인저뉴어티 첫 시험 비행에서 30초 동안 3ｍ 높이까지 나는 것을 목표로 하고 있다.

이후 인저뉴어티는 비행 높이와 시간을 차츰 늘리며 30솔(화성의 하루 단위, 1솔은 24시간 39분 35초) 동안 모두 5차례 비행에 나설 예정이다.

인저뉴어티가 비행에 성공하면 인류는 지구 바깥 행성에서 처음으로 동력 비행체를 하늘에 띄우는 이정표를 달성하게 된다.