지구에서는 태양 에너지 발전기가 낮에만 작동할 수 있습니다. 그러나 우주에서는 언제나 햇빛을 모을 수 있습니다. 그렇다면 우주에서 태양 발전으로 얻어낸 전기를 지구로 보낼 수는 없을까요? 전파 전송 방식으로 청정에너지를 지구로 보내는 태양 발전 위성은 오랫동안 이상으로 여겨져 왔습니다. 하지만 공상과학 속 이야기같은 장비를 실제로 구현하려는 노력이 나타나고 있습니다.

유럽우주국(ESA)은 최근 스위스 기업 아스트로스트롬(Astrostrom)이 개발하는 지구 달 발전소(Greater Earth Lunar Power Station, 이하 GEO-LPS)의 세부 사항을 공개했습니다. 나비 날개 구조에서 영감을 얻은 GEO-LPS는 길이가 1제곱킬로미터가 넘는 나선형 태양 전지판이 V자로 달려있습니다. 위성 기지에 23메가와트 전력을 지속해서 전송할 수 있습니다. 이해를 위해 설명하자면 1메가와트는 전력 수요가 정점에 달한 200채 주택을 감당할 수 있는 에너지입니다.

GEO-LPS는 내부에 인간이 지속해서 거주할 수 있도록 설계되었습니다. 달 상공 약 6만 1350Km에 위치한 라그랑주점에 자리 잡을 예정입니다. 여기서 라그랑주란 달과 지구의 중력과 원심력이 상쇄되는 평형점을 의미합니다. 

연구진에 따르면 GEO-LPS의 태양 전지판은 달에서도 제작할 수 있습니다. 탈린 기술대학교 연구원들이 작년 10월 발표한 논문은 달에 다량의 철과 유황이 존재한다고 설명합니다. 황철석을 얻기 좋은 환경입니다. 태양 전지판에서 안정적으로 기능할 외부 반사 층을 만들 수 있는 재료이기도 합니다. 

대형 기획은 초기에 막대한 비용이 소요될 수 있습니다. 하지만 연구자들은 장기적으로 달 표면에서 위성을 제작하고 구동하는 방식이 지구에서 작업해 쏘아 올리는 것보다 쉽고 저렴하다고 주장합니다. 아스트로스트롬 소속 공학자들은 위성이 달에서 이동하면 지구에서 발사하는 것보다 우주 궤도에 진입하는 데 필요한 속도가 5배 적다고 계산합니다. 또한 GEO-LPS 시설 배치가 기존 기술 수준에서 달성할 수 있다고 판단했습니다.

산제이 비젠드란 ESA 우주 태양광 발전 연구 프로젝트 담당자는 "지구 표면에서 기가와트급 태양 에너지 발전 위성을 궤도에 쏘아 올리면 발사 용량 부족과 심각한 대기 오염이 나타날 수 있다"고 걱정했습니다. 하지만 그는 " GEO-LPS 같은 시설이 달 궤도에서 작동할 위성의 부품 제작과 조립 절차를 확립한다면, 지구에 도움이 될 달 자원으로 만든 태양 발전 위성을 더 생산하도록 확장할 수 있다"고 강조했습니다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Andrew Paul 기자 & 육지훈 기자