1971년 세계 최초 달 타이어 한계 넘어 ‘에어리스’ 신기술로 우주 경제 선점

영하 170도 극한 견디는 금속 타이어 개발… 아르테미스 프로젝트 핵심 부품 부상

미국 항공우주국(NASA)의 아르테미스(Artemis) 2호 미션이 인류의 달 복귀를 눈앞에 둔 가운데, 50년 넘게 이어온 굿이어(Goodyear)와 NASA의 우주 공학 협력이 재조명받고 있다.

자동차 전문 매체 잘로프닉(Jalopnik)이 지난 19일(현지시각) 보도한 내용에 따르면, 굿이어는 1971년 아폴로 14호의 수동 카트에 세계 최초로 고무타이어를 장착한 이후, 현재는 800개의 나선형 스프링을 엮은 ‘에어리스(Airless) 타이어’로 우주 이동 수단의 패러다임을 바꾸고 있다.

이번 혁신은 단순한 소재 변경을 넘어 우주 탐사의 지속 가능성을 결정짓는 핵심 기술로 평가받는다.

굿이어는 과거 아폴로 미션에서 노출된 고무타이어의 물리적 한계를 극복하기 위해 NASA와 손잡고 비공기압(Non-Pneumatic) 기술을 고도화해 왔으며, 이는 향후 달 거주지 건설과 대규모 자원 탐사를 뒷받침할 핵심 동력이 될 전망이다.

고무타이어가 밟은 첫 달 표면… “질소 충전과 민무늬의 사투”

1971년 아폴로 14호 미션 당시, 사령관 앨런 셰퍼드와 조종사 에드가 미첼은 ‘모듈형 장비 운송기(MET)’로 불리는 이륜 핸드카트를 운용했다.

이 장비에는 굿이어가 개발한 비공기압 XLT 타이어가 장착됐는데, 이는 인류 역사상 달 표면에 닿은 첫 번째 질소 충전 고무타이어다.

당시 굿이어 기술진은 약 38만 4400km 떨어진 달의 가혹한 지형에서 타이어가 찢어지지 않고 약 163kg(360파운드)에 이르는 암석과 장비를 운반할 수 있도록 설계했다.

지구와 달리 대기가 없는 달의 특성상 수분이나 빗길 마찰력을 고려한 트레드(Tread, 타이어 무늬)가 필요 없었기에, 타이어는 매끄러운 ‘민무늬’ 형태로 제작됐다. 또한 공기 누출에 따른 압력 손실을 최소화하기 위해 일반 공기 대신 투과율이 낮은 질소를 채워 넣는 방식을 택했다.

하지만 고무 소재의 한계는 명확했다. 달의 표면은 날카로운 암석이 산재해 있고, 대기가 없어 태양열과 우주 방사선에 직접 노출된다. 실제 미션 당시 우주비행사들은 거친 지형에서 타이어 효율이 떨어지자 카트를 직접 들고 이동하기도 했다.

비록 달 중력이 지구의 약 16.6%에 불과해 운반은 가능했으나, 이는 고무와 공기압 기반 타이어가 장기적인 탐사에는 적합하지 않음을 시사했다.

800개 스프링의 혁신… “펑크 없는 우주 이동 시대”

이러한 한계를 극복하고자 굿이어는 2000년대 들어 NASA 글렌 연구소(Glenn Research Center)와 협력해 ‘스프링 타이어(Spring Tire)’를 개발하며 기술적 도약을 이뤄냈다.

이 타이어는 고무를 전혀 사용하지 않고 고탄성 나선형 스프링 800개를 그물망처럼 엮어 하중을 지지하는 구조다.

NASA 글렌 연구소의 비바케 아스나니(Vivake Asnani) 책임 연구원은 굿이어 보도자료를 통해 “강한 충격으로 일부 스프링이 손상되더라도 나머지 수백 개의 스프링이 제 기능을 유지하는 ‘초중복성’이 핵심”이라며 “공기압 타이어처럼 단 한 번의 펑크로 전체 주행이 불가능해지는 위험을 완전히 제거했다”라고 설명했다.

이 에어리스 타이어는 영하 170도에서 영상 120도를 오가는 달의 극심한 온도 변화에도 물성이 변하지 않는다. 또한 거친 지형에서는 지면 모양에 맞춰 유연하게 변형되면서도, 차량 본체에 전달되는 진동을 효과적으로 흡수하는 강성을 확보했다.

업계에서는 이 기술이 향후 수조 원 규모로 성장할 우주 모빌리티 시장의 표준이 될 것으로 분석하고 있다.

미래 우주 경제의 동력… “지구 기술로의 스핀오프 기대”

굿이어의 우주 타이어 기술은 이제 화학적 혁신으로 영역을 넓히고 있다.

지난 2019년 국제우주정거장(ISS)에서 진행된 실리카(Silica) 화합물 연구가 대표적이다. 미세중력 상태에서의 분자 구조 변화를 분석해 더 가볍고 튼튼한 타이어 소재를 개발하겠다는 취지다.

글로벌 우주 산업 전문가들은 NASA가 연간 2회의 달 미션을 추진함에 따라, 굿이어의 스프링 타이어가 민간 우주 기업들이 제작하는 루나 로버(Lunar Rover)의 핵심 부품이 될 것으로 보고 있다.

현재 달 탐사 관련 프로젝트 규모는 사업별로 수십억 달러에 달하며, 이번 달 20일 기준 환율(1달러당 1474.2원)을 적용할 경우 10억 달러는 약 1조 4729억 원에 이르는 거대 시장이다.

금융권 안팎에서는 이러한 우주용 에어리스 기술이 결국 지구상의 자율주행차나 군용 차량, 특수 건설 장비 시장으로 전이(Spin-off)되어 새로운 수익원을 창출할 것이라는 해석이 우세하다.

우주라는 극한의 시험대에서 검증된 ‘펑크 없는 타이어’ 기술이 인류의 이동 수단 역사를 다시 쓰고 있다.



진형근 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com

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