英·美 이어… 고도 18.5㎞ 날아 불법조업 감시·해양오염 등 관측

구글·페북도 무인기 개발 추진
韓 인터넷연결사업 가능성 커져

순수 국내 기술로 만든 태양광 무인기가 세계에서 세 번째로 성층권 비행에 성공했다. 한국항공우주연구원은 태양에너지만으로 비행하는 고(高)고도 태양광 무인기(EAV3)가 18.5㎞의 성층권 고도에서 90분간 비행하는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 이번 비행으로 EAV3는 영국 키네틱사의 제퍼와 미국 에어로바이론먼트사의 헬리오스에 이어 18㎞ 이상 성층권을 비행한 세계 세 번째 태양광 무인기로 기록됐다. 이번 비행은 지난해 말 시험비행 고도인 14.12㎞보다 4㎞ 정도 더 높은 곳에서 이뤄졌다.

일반 민항기의 주 비행고도인 10㎞보다 높은 성층권은 바람이 약하고 구름이 없어 태양광을 동력원으로 활용해 오랫동안 비행할 수 있다는 장점이 있다. 특히 18㎞ 이상 고도는 지상관제 범위를 벗어난 영역으로, 고정된 항로에 구애받지 않고 운용자의 계획에 따라 비행이 가능해 활용성도 높다. 또 발사에 대규모 예산을 투입해야 하는 인공위성과 달리 적은 비용으로 똑같은 임무를 맡길 수 있기 때문에 전 세계적으로도 고고도 태양광 무인기 개발에 관심이 집중되고 있다.

연구진은 영하 70도에 가까운 비행 환경에서 견딜 수 있는 프로펠러 설계기술과 기체 내부 온도 제어기술, 초경량 구조물 설계기술 등 고고도 비행에 필요한 기술들을 개발해 이번 비행을 성공시켰다. 전장이 9m, 날개 길이가 20m에 이르는 비행체지만 가벼운 탄소섬유 복합체로 동체를 만들어 무게는 53㎏에 불과하다. 낮에는 태양전지로, 밤에는 낮 동안 비축한 리튬 이온 이차전지로 전기를 공급받아 움직인다.

현재 연구진은 태양전지와 배터리 효율을 높여 성층권에서 3~4일, 최대 수개월씩 장기 체공하는 태양광 무인비행기를 개발하는 데 연구력을 집중하고 있다. 이렇게 될 경우 불법 조업 외국 어선 감시, 해양오염·산불 감시, 농작물 작황 관측 등의 임무에도 투입할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

현재 구글과 페이스북은 태양전지와 이차전지를 이용해 고도 20㎞ 높이에서 최대 5년 동안 떠 있을 수 있는 태양광 무인기를 개발, 무선인터넷망을 구축해 오지에서도 와이파이 서비스를 제공하겠다는 계획을 세우고 있다. 우리나라도 장기 체공 기술을 확보할 경우 이 같은 인터넷 연결사업에 뛰어들 수 있을 것으로 전망된다.

김철완 항우연 항공기술연구단장은 “고고도 태양광 무인기는 실시간 정밀 지상관측, 통신 중계, 기상관측 등 인공위성을 보완하는 임무를 보다 저렴하고 친환경적으로 수행할 수 있어서 선진국에서도 관심을 갖고 연구하는 분야”라며 “EAV3의 경우 당장 상용화도 가능하지만, 배터리의 수명문제와 수행 임무에 따라 그 시점이 결정될 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr