| 3차년도 |
O 우주 현지 자원 활용한 구조 부재 일체형 설계 및 출력
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○ 우주 현지 자원 활용한 구조 부재 일체형 출력 - 사출 제어 하드웨어 설계 및 제작, 재료 후보군 선정 및 시공성 검토 후 20kg 중량활용이 가능한 로봇 암 선정 ○ 사출제어 시스템 확립- 자체적 활용 소프트웨어와 적합한 사출제어 하드웨어 선정 및 소프트웨어 제작○ 화성 환경에 적합한 우주 건축 디자인 확립- BIM을 활용한 우주거주지, 기계적 사출 구현이 가능한 구조 부재 및 접합부 상세 설계
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
달이나 행성 환경은 크게 남극과 북극 같은 혹한지역과 심해저 환경, 사막 같은 혹서지역으로 나눌 수 있으며 현재 인류가 거주하는 지역은 지표면의 10%도 되지 않음. 우주건설 기술은 지구의 나머지 90%를 거주 지역으로 건설 가능한 기술을 개발하는 것임. 본 연구에서 우주현지자원으로 사용하는 화산현무암은 이산화탄소 배출의 주범인 시멘트를 대체하는 친환경재료로 재활용가능한 폴리에틸렌과 결합한 구조체 제작 기술은 최근 문제가 되고 있는 환경문제에도 크게 기여할 수 있음. 또한, 국외 선진기술과 협력을 통해 선진국의 의존도가 높은 우주탐사기술에서 벗어나 원천 기술력을 확보할 수 있음
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| 사회 경제적 파급효과 |
기 개발된 민간의 첨단 기술을 우주 탐사 분야에 적용함으로써 저비용-고효율의 우주상품시장 개척이 가능함. 이는 우주탐사에 소요되는 천문학적 비용대비 정부의 한정된 예산에 따른 문제 해결이 가능함. 민간 기업 참여를 통해 저변을 확대하고 먹거리를 창출함으로써 장기화된 경기 침체로 인한 민간기업의 경제활동에 활력을 일으킬 수 있음. 또한, 현재 시기적으로 한국형 달 표면 탐사 계획을 실현할 수 있는 골든타임으로써 국제 협력 임무에서 한국의 위상을 높일 수 있음. 건설 수요자 측면에서 건설 상품의 가격 하락, 시공 시간 단축, 신속한 복구 등을 가능하게 하여 고부가가치 건설 상품을 실현시킬 수 있음
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| 활용방안 |
○ 본 연구 과제에서 개발된 기술은 2018년 NASA의 센테니얼 챌린지 Phase 3인 “3D 프린팅 기술을 이용한 실물 모형을 제작”에 참여하여 기술력을 검증하고, 국내외 우주 탐사 미션(달의 자원인 물과 휘발성 물질을 찾기 위한 NASA의 Resource Prospector(RP) 임무와 무인 화성 탐사선 임무(Mars 2020))에 주도적으로 참여하고자 함 ○ 달에서 뿐만 아니라 국내 건설 현장에도 적용 가능함 - 현재 건설 패러다임은 콘크리트를 지속적으로 활용하고 있으며, 이는 시멘트 제작 시 발생되는 다량의 CO2 배출을 하고 있음에도 불구하고 저렴한 가격으로 사용되고 있음. 본 기술에서 제안하는 3D 프린팅 건설재료는 친환경 재료인 화산재/현무암과 재활용 가능한 폴리에틸렌을 결합한 자율 적층 시공 기술을 개발하는 것임 - 본 연구과제의 결과인 물과 시멘트를 사용하지 않는 적층 시공 공정은 공기단축, 비용 절감, 안전문제 등을 해결할 뿐만 아니라 시멘트가 비싸거나 지역적으로 확보하기 어려운 지역에서 상업화하여, 3D 프린터를 통한 초저가주택 건설(4인 거주, $3000 소요)이 가능함○ 이를 위한 후속연구로 재난 및 극한 지역 복구에 참여하여 극한 환경에서의 건설 자재 인프라 시설물의 적합성 및 안전성 확보를 위한 새로운 건설 재료 및 시공 자동화 기술을 검증할 계획임
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