우주의 대한 끊임없는 인류의 호기심은 수많은 도전으로 이어졌습니다. 지구와 비교적 가까운 달 탐사를 시작으로 수억 킬로미터 떨어진 화성까지 그 창대한 여정은 상상을 초월합니다. 특히 화성은 현재의 기술로는 사람이 직접 갈 수 없기에 달 탐사와 달리 탐사용 로봇을 제작하여 보내게 됩니다. 지금까지 러시아와 미국에 의해 여러 화성 탐사 로봇이 보내졌는데요. 영화 마스를 통해서도 잘 알려진 1997년도 패스파인더를 비롯하여 스피릿, 피닉스 등이 대표적이라 할 수 있겠습니다.
▲가장 최근에 발사되어 현재 화성을 탐사 중인 로봇은 미국 나사의 큐리오시티로서 2011년 11월에 발사되어 2012년 8월에 화성 적도 부분에 착륙한 뒤 현재까지 탐사를 이어나가고 있습니다.
▲현재의 큐리오시티의 발이 되어주는 휠은 과거의 여러 경험과 연구·개발의 산물이라고 할 수 있는데요. 그 역사는 1970년대로 거슬러 올라가게 됩니다. 위 사진은 1970년대에 러시아가 달에 보낸 루노호트(문워크) 무인 월면차로서 자전거의 훨과 유사한 8개의 딱딱한 림 와이어 망사 구조로 제작이 되었습니다. 또한 굴곡진 지형을 통과하기 위해 접촉면에는 금속 클리트를 부착한 모습이 보입니다.
▲1971년 아폴로 14호에 실어져 보내진 MET(The American Modularized Equipment Transporter) Rover 카트에는 굿이어에서 제작한 타이어가 장착이 되었는데요. 내부는 질소를 채워져 있으며 부드러운 고무재질의 타이어가 쓰였습니다. 단단한 재질이 사용되지 않은 이유는 소프트한 흙과 암석으로 이루어진 달 표면에서의 이동에는 부적합하기 때문이었습니다.
▲1970년대 초반 달에 착륙한 아폴로 15와 17호에 함께 실린 이동용 유인 차량의 타이어에는 처짐 방지를 위한 튼튼한 내부 프레임이 장착된 4개의 유연한 와이어 망사 구조의 대형 바퀴가 장착이 되었습니다.
▲이러한 과정을 거쳐 문제점을 보완하고 개발한 큐리오시티의 바퀴에 2014년 6월에 예상치 못한 손상이 발견이 되었는데요. 그 원인에는 여러 가지가 있겠으나 주요한 원인으로 예기치 못한 혹독한 지형이 손꼽히고 있습니다. 이에 나사는 이러한 문제점을 보완하고자 화성 탐사용 차세대 타이어 개발에 박차를 가하게 되는데요.
▲사실 나사는 2000년대 중반부터 타이어 제조사인 굿이어와 합작하여 스프링 타이어 개발을 해왔습니다. 초기에 개발된 타이어는 유연한 수백 개의 코일 망사 철선으로 구성된 비공기성 타이어로서 높은 하중을 커버하고 부드러운 모래와 암석 지대에서의 우수한 견인력과 내구성을 보여주었습니다.
▲하지만 강철로 제작된 초기형 타이어를 화성과 유사한 지형에 시물레이션 해 본 결과 강선이 변형되는 문제가 발생이 되어 부적한 것으로 나타났습니다.
▲그러나 이 문제를 한번에 해결을 해 줄 물질을 나사 개발자들은 머지 않아 찾아내고 마는데요. 그 키는 바로 니켈 티타늄으로 제작된 형상 기억 합금입니다.
▲이 특수한 합금으로 만들어진 타이어를 화성 시뮬레이션 지형에 실험해보니 변형의 문제점이 말끔히 해결되었습니다. 이 차세대 비공기성 타이어는 2020년 발사예정인 나사의 화성 탐사 로봇에 적용될 것으로 기대되고 있는데요. 이러한 기술은 앞으로 미래형 자동차 개발에도 적용될 것으로 보여 그 기술이 주목받고 있습니다.
