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[IT뉴스][KISTI의 과학향기]태양광 모아 쏘기만 하면…“위성 전력 끊길 일 없어”

온카뱅크관리자

2026-02-01 08:57:30

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 지난해 11월 미국 우주 스타트업 스타캐처는 미국 항공우주국(NASA) 케네디 우주센터에서 무려 1.1㎾의 전력을 레이저 빔에 실어 무선으로 전송하는 데 성공했다. 이는 몇 달 전 미 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA)이 세웠던 800W의 기록을 훌쩍 뛰어넘는 새로운 세계 신기록이었다.
 하지만 단순한 숫자의 증가만이 아니었다. 스타캐처가 달성한 성과의 진정한 의미는 기술의 ‘실용성’에 있었다.
 DARPA가 레이저를 공중의 거울에 반사해 목표 지점에 보내는 방식을 택했다면, 스타캐처는 레이저를 위성의 태양광 패널에 직접 조준하는 방식을 개발했다. 이는 기존 위성의 태양광 패널을 전혀 개조할 필요 없이, 그저 더 강력한 빛을 비춰주기만 하면 된다는 것이다.
 이 차이가 왜 그렇게 중요할까? 우주에 떠 있는 수천 개의 위성들이 모두 다른 규격의 태양광 패널을 갖고 있다. 어떤 위성은 고급 삼중 접합 태양광 패널을 쓰고, 어떤 위성은 단순한 단일 접합 패널을 쓴다.
 하지만 스타캐처 기술은 어떤 규격의 태양광 패널이든 상관없이 작동한다는 것이 입증되었기 때문이다.
 사실 우주에서 태양 에너지를 모아 지구로 보낸다는 아이디어는 1941년 SF 작가 아이작 아시모프가 그의 단편 소설 ‘리즌’(Reason)에서 처음 선보였다.
 그로부터 27년이 지난 1968년, 피터 글레이저라는 항공우주공학자가 학술지 ‘사이언스’에 기술적 근거를 제시하는 논문을 발표했다. 그는 지구 궤도상 약 3만6000㎞ 높이에 거대한 태양광 발전 인공위성을 띄우고, 여기서 생산한 전기를 마이크로파로 변환해 지구로 보내는 구체적인 방안을 제시했다. 이제 이 아이디어는 더 이상 공상과학이 아닌 ‘과학’의 영역에 들어섰다.
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 <img alt="일러스트 유진성 작가." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/01/dt/20260201084816998aylr.jpg" data-org-width="250" dmcf-mid="7a0xXR2uyK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/01/dt/20260201084816998aylr.jpg" width="658">
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 일러스트 유진성 작가.
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 그동안 왜 이 기술이 현실화되지 못했을까? 가장 큰 이유는 기술적 한계였다. 무선으로 전력을 전송하는 것 자체가 매우 어려웠기 때문이다. 마이크로파를 사용하는 방식은 에너지 손실이 크고, 정확하게 목표 지점에 전력을 전송하기도 어려웠다.
 하지만 최근 몇 년 사이 상황이 바뀌기 시작했다. 2023년에는 미국 캘리포니아공대(칼텍) 연구팀이 550㎞ 상공에 ‘우주 태양광 전력 시연기’를 띄워 우주에서 태양광으로 만든 전기를 마이크로파로 변환해 지구로 보내는 데 성공한 것이다.
 그리고 2025년 기술의 발전 속도가 급격히 빨라졌다. 5월에는 DARPA가 800W의 전력을 8.6㎞ 거리에서 30초간 전송하는 데 성공했다. 이는 이전까지의 기록인 230W를 훨씬 뛰어넘는 것이었다.
 하지만 스타캐처는 여기서 멈추지 않았다. 불과 6개월 후, 1.1㎾라는 새로운 기록을 세우고 말았다.
 스타캐처가 이 기술을 개발한 이유는 무엇일까? 그들이 꿈꾸는 것은 ‘우주 전력망’이라는 원대한 구상이다. 지구 저궤도에 태양광을 모으는 발전 위성을 띄우고, 다른 위성들이 전력이 필요할 때마다 레이저로 ‘쏴주는’ 것이다.
 현재 위성들이 직면한 가장 큰 문제는 무엇일까? 바로 ‘전력 부족’이다. 더 많은 전력이 필요하면 더 큰 태양광 패널을 달아야 하고, 그러면 위성 자체가 무거워진다. 무거운 위성을 우주에 띄우려면 더 큰 로켓이 필요하고, 발사 비용도 기하급수적으로 증가한다.
 하지만 스타캐처의 기술이 상용화되면 위성들은 더 이상 자신이 필요한 모든 전력을 스스로 생산할 필요가 없어진다. 필요할 때마다 우주 전력망에서 전력을 받으면 되기 때문이다.
 이렇게 되면 위성 설계의 자유도가 크게 높아진다. 더 작고 가벼운 위성을 만들 수 있고, 그만큼 발사 비용도 절감된다. 동시에 위성이 할 수 있는 일은 오히려 늘어난다. 전력 걱정 없이 더 강력한 센서를 달 수 있고, 더 복잡한 계산을 수행할 수 있기 때문이다.
 &lt;KISTI 제공&gt;
 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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