中, ‘우주 태양광 발전소’ 구상에 군사 용도 추가…“빔으로 통신교란 가능”

중국의 우주 태양광 발전소 ‘주리’ 프로젝트의 모듈형 설비 개념도. 시안전자과학기술대

중국의 태양광 발전 전문가가 우주 태양광 발전 기술에 군사 기술을 접목하는 방안을 제시해 눈길을 끌고 있다.

홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국의 우주 태양광 발전소를 짓는 ‘주리’(朱日) 프로젝트의 주요 설계자인 단바오옌 시안전자과학기술대 교수는 지난달 학술지에 발표한 논문에서 자신의 연구진이 거대한 궤도 인프라의 설계를 전면 개편했다고 밝혔다.

중국이 2030년을 목표로 추진 중인 주리 프로젝트는 우주 공간에 거대 태양광 발전소를 건설해 생산한 전기를 지구로 전송하는 임무다.

우주 태양광 발전은 지상 태양광 발전과 달리 낮과 밤의 주기나 기상의 영향을 받지 않아 안정적인 발전이 가능하다는 점에서 주목받고 있다.

태양광 발전 모듈을 탑재한 위성을 궤도에 띄워 전기를 생산한 뒤 이를 마이크로파로 전환해 지상으로 전송한다. 지상에서는 이를 직류 전력으로 재변환해 활용한다.

중국은 2030년 궤도 실증 작업을 목표로 임무를 추진 중이다. 일본은 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 주도로 산학연이 협력한 오히사마(OHISAMA) 프로젝트를 통해 2025년 말 처음으로 기술적 실증에 성공했다.

단 교수는 우주에서 지상으로 장거리에 걸쳐 에너지를 온전히 전달하기 위해서는 극도로 좁고 정밀한 조종이 가능한 마이크로파 빔이 필요하다고 설명했다.

이러한 마이크로파 빔의 설계는 무선 전력 전송의 효율성과 정확성을 높이기 위한 것이지만 군사적 용도로도 활용할 수 있다는 것이 단 교수의 설명이다.

특히 단 교수는 새로운 시스템이 에너지 전송 외에도 통신, 항법, 정찰, 간섭 및 원격 제어와 같은 광범위한 작업을 지원해야 할 것이라고 강조했다.

우주태양광발전소 개념도. 위키피디아

단 교수의 연구진은 10여년 전부터 우주 태양광 발전을 연구해왔는데, 주요 접근 방식 중 하나로 이른바 ‘오메가’(OMEGA) 설계를 제안했다.

최근 논문에서 그는 우주에 올려놓을 태양광 발전 설비를 단일 대형 구조물이 아닌 여러 개의 소형 장치로 구성된 모듈식 시스템으로 전환할 것을 제안했다.

하나의 거대한 발전설비에 의존하는 대신, 분산형 설계는 여러 개의 태양광 집열 장치를 모듈과 어레이로 묶는다는 구상이다. 일부 구성 요소에 문제가 발생하더라도 시스템이 계속 작동할 수 있도록 하기 위함이다.

이를 통해 우주에서 극도로 높은 전력을 처리하는 데 따르는 공학적 어려움을 줄이고 시스템 구축의 전반적인 난도를 낮출 수 있을 것이라는 게 단 교수의 복안이다.

앞서 미국 항공우주국(NASA) 역시 2010년대 초 수많은 소형 모듈형 장치를 연동해 전력을 생산하고 전송하는 ‘SPS-ALPHA’(임의의 대규모 위상 배열을 이용한 태양광 발전 위성) 개념을 제안했다.

단 교수는 OMEGA 설계가 ALPHA에 비해 훨씬 단순한 구조로 더욱 효율적인 에너지 수집 및 향상된 열 관리 등 여러 가지 이점을 제공한다고 주장했다.

1960년대 처음 나온 우주 태양광 발전 아이디어는 대규모의 청정에너지를 지속 공급할 수 있는 개념으로 주목받았다. 그러나 발전설비를 우주로 올려보내는 높은 비용, 극한의 우주 환경에서 패널을 유지 보수하는 기술적 난제, 우주 파편 위험, 마이크로파의 전송 효율 및 안전성 등 여러 난제를 안고 있다.

신진호 기자