화성의 극한 환경을 견디는 경량 센서 개발의 필요성
- 화성은 먼지로 뒤덮인 지형과 희박한 대기를 가진 행성으로, 먼지 폭풍, 일시적 구름, 더스트 데블과 같은 현상들이 행성의 진화를 이해하는 중요한 단서를 제공하지만 이러한 대기 현상을 연구하는 건 쉬운 일이 아님
- 지구에서 사용하는 LiDAR(라이다) 시스템은 에어로졸과 구름을 분석하는 데 효과적이지만, 크고 전력 소모가 커 화성 탐사에는 적합하지 않은 데다 관측 범위가 약 10km로 제한되고 낮 시간 운용이 어려운 등 한계가 있었음
MiLi 프로젝트, 화성 탐사를 목표로 소형·저전력 LiDAR 시스템 개발에 착수
- MiLi 프로젝터의 연구진은 기존 LiDAR는 정밀한 열 제어가 필요한데, 극심한 온도 변화가 있는 화성에서는 이를 유지하기 어렵다고 설명하며, 기술을 근본적으로 재설계해 장비를 더 작고 가벼울 뿐 아니라 효율적으로 제작함
- 그 결과 MiLi 프로토타입은 무게 6kg, 소비 전력 15W로 매우 경량화되었고 현장 시험에서 25km 이상의 관측 범위를 달성하였으며 기술성숙도는 4단계* 수준에 도달함
* 기술성숙도 4단계: 실험실 환경에서 구성품 또는 조립품 수준의 성능 입증 단계
- 이 시스템의 핵심은 ‘2β + 1δ’ LiDAR 구성으로, 입자에 의해 산란된 빛의 양, 탈편광, 색상 비율 등을 동시에 측정할 수 있는데, 이를 통해 대기 입자의 크기, 형태, 종류 등의 정밀 분석이 가능해짐
미래 화성 탐사를 위한 기반 마련
- MiLi는 중요한 진전을 이뤘지만 실제 우주 임무 적용을 위해서는 기술성숙도 6단계까지 추가 개발이 필요한 것으로 알려짐
- 그럼에도 MiLi의 영향은 단기적인 성과를 넘어 더 넓게 확장되고 있는데, 프로젝트 관련 기관 중 한 곳은 유럽우주국(ESA)이 추진하는 화성 궤도 LiDAR 시스템 개발 계획에도 참여하고 있음
- 결과적으로 MiLi는 화성 탐사를 위한 핵심 기술 발전을 넘어, 미래 행성 연구의 새로운 가능성을 여는 중요한 기반을 마련하게 됨
MiLi 프로젝트
- 기간: 2022.12~2025.10
- 예산: 약 158만 7257 유로 (EU 약 158만 7257 유로 지원)
- 기관: INSTITUTO NACIONAL DE TECNICA AEROESPACIAL ESTEBAN TERRADAS (스페인)
