[사이언스올] 인공위성의 재료들

 

등록일 2012.10.05

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인공위성의 재료들

인공위성에 쓰이는 재료들은 보통 가볍고 정밀하며, 강도와 탄성이 우수한 재료들이다. 따라서 만들기 어렵고, 그만큼 단가도 비싸다.

인공위성의 구조물은 성공적인 임무 완수를 위해 내부 장치를 발사부터 임무종료시점까지 강한 기계적 응력으로부터 보호하고 정상적으로 작동하게 해야 한다. 이를 위해 가볍고 내구성이 우수한 유리섬유, 탄소복합재료, 티타늄 기반 합금재료, 알루미늄 하니컴 구조 등이 쓰이고 있다.

ⓒ 인공위성은 우주라는 특수한 상황 하에서 움직이는 만큼, 다양한 특수 소재가 사용된다

이 중 탄소복합재료는 탄소섬유(탄소 함량 92% 이상)를 에폭시-그라파이트 수지에 섞어 강도를 높인 재료로, 플라스틱의 뛰어난 성형성과 탄소섬유의 높은 강도를 갖고 있다. 가볍고 단단하며 휘어짐에 강하다. 탄소섬유 대신 탄소나노튜브를 섞어 만들기도 한다. 탄소나노튜브는 지름 1~100nm의 튜브로 머리카락의 1/10 굵기밖에는 안 된다. 탄소섬유의 구조적 결함을 극복한 것으로, 구부려도 끊어지지 않으며 다시 되돌아오려는 성질을 가지고 있다. 전기적, 열적인 특성에도 더욱 강해졌다.

티타늄 기반 합금은 초고강도와 초탄성 등 강력한 특성을 보이며, 혹독한 환경에서 정밀한 작동이 수행되는 우주선에 많이 쓰인다.

또한 위성을 보게 되면 표면에 금박지 같은 것이 씌워져 있는 것을 많이 보게 되는데, 이는 MLT(다층 단열재)로, 직사광선으로 인한 인공위성의 과열을 막는 내열재이다. 표면은 금빛이지만 내부는 알루미늄을 코팅한 폴리에스테르 필름과 다크론넷 섬유층을 10~20겹 덧대어 만든다. 고가의 제품으로, 인공위성을 하나 둘러치는 데만도 몇 천만원 어치가 필요하다.

인공위성 표면에 거울 같은 것이 달려 있는 것을 볼 수 있는데, 이는 SSM이라고 한다. 이는 반사율이 높아 거울처럼 보이지만 위성 내부에서 발생하는 열을 우주로 내보내는 물질이다.

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