우주에서 쓰는 화장실…국산 제품 나올까

국내 청소년팀 아이디어, 미국 공모전에서 우승 차지

▲재단이사장 낸시 콘래드(Nancy Conrad), 김강산, 이상민, 이성문, 조청호 학생(왼쪽부터).

[아시아경제 정종오 기자] 항공우주 전문가를 꿈꾸는 국내 청소년 학술단체 회원팀이 세계 아이디어 공모대회에 참가해 우승을 차지했다. 이 대회에서 국내 학생이 참가해 우승하기는 이번이 처음이다.

한국청소년항공우주학회(회장 이상민, 19, 인하사대부속고)는 고등학생 회원 4명으로 구성된 'SPIRAL SOLUTION'팀이 미국의 청소년 아이디어 공모전 'Conrad Spirit Of Innovation Challenge'에 참가해 항공우주 부문(Aerospace and Aviation) 경쟁에서 1위를 차지했다고 발표했다.

이번 대회는 전 세계 청소년들을 대상으로 항공우주, 사이버기술, 환경과 에너지 등 인류의 삶에 영향을 미치는 중요 영역에서 큰 발전을 도모할 만한 혁신적 기술 아이디어를 공모하는 대회이다.

올해 열린 이 대회에서 국내 참가팀 'SPIRAL SOLUTION'은 무중력상태의 우주정거장에서 우주인들이 사용하는 화장실의 기술적 복잡성과 전력소모를 없애 고장확률을 획기적으로 낮춘 아이디어 제품을 제시했다.

'스페이스 스탠다드(Space Standard)'로 이름 붙인 이 제품은 간단한 구조의 무동력 시스템으로 우주 화장실에 반드시 필요한 기능인 흡입과 고체·액체 분리가 가능하도록 제작됐다. 심사위원단으로부터 미래 유인 우주선에 적용될 수도 있는 혁신적 아이디어라는 평가를 받았다.

이번 수상에 따라 'SPIRAL SOLUTION'팀은 콘래드 재단으로부터 우승상금과 아이디어의 상품화를 위한 연구개발비, 특허등록 지원, 미국 내 언론보도 등 다양한 혜택을 받는다.

'SPIRAL SOLUTION'팀은 이상민(19, 인하사대부속고), 김강산(20, 민족사관고), 조청호(18, 용인외대부설고), 이성문(20, 현 조선대학교 학생) 등 미래 항공우주 엔지니어를 꿈꾸는 4명으로 구성됐다.

이상민 학회장은 "우리가 설계한 제품이 미래 우주비행선에 탑재될 수 있도록 노력하고 싶다"며 "앞으로 지속적인 아이디어를 통해 우리나라 뿐 아니라 세계 우주개발 기술의 발전에 기여하고 싶다"고 말했다.

인류 역사상 세 번째로 달을 밟은 아폴로 12호의 우주비행사 '찰스 피트 콘래드(Charles Pete Conrad, Jr., 1930~1999)'의 도전 정신을 잇기 위해 설립된 콘래드재단(Conrad Foundation)이 주최한다. 미국 항공우주국(NASA)과 록히드마틴, 스페이스엑스 등 미국의 주요 항공우주 기업이 후원한다.

한편 한국청소년항공우주학회는 지난해 항공우주에 관심을 둔 국내 중고등학생이 참가해 조직된 청소년 학술단체로 320명의 회원을 두고 있다.

◆스페이스 스탠다드 제품은?

원뿔 콘 두 개를 서로 꼭지점에서 이어 붙인 것 같은 장구처럼 생긴 기구, 수압 탱크, 달팽이 껍질 같은 빙글빙글 돌아가는 관으로 이뤄져 있다. 수압 탱크는 수압을 키워 대기하고 있다가 밑의 밸브가 열리면 곧바로 고속의 물을 뿜어준다. 이 고속의 물은 장구처럼 생긴 용기의 빈 공간에 이미 둥둥 떠다니고 있을 우주비행사가 볼일을 보고 나왔을 폐기물을 씻어 내리기 위해 뿜어져 나온다.

여러 개의 특정 각도로 벽을 따라 나 있는 구멍에서 수압을 이용해 물이 나오면, 용기 벽을 따라 소용돌이를 그리며 용기 내부의 벽에 닿아 있는 찌꺼기들을 가지고 내려간다. 일종의 물의 막을 씌운다고 할 수 있다.

우주의 환경에서는 물방울 등이 바깥으로 나온다 해도 둥둥 떠 있다는 점을 응용해 고압 고속의 물로 배설물을 처리하면 된다는 아이디어이다. 이렇게 쓸려 내려간 배설물은 달팽이관 같은 관에서 높은 속력을 유지해 원심력을 이용해 고체와 액체를 분리시킨다.

기존의 우주변기에서 가장 큰 비중을 차지하던 고체-액체 분리 시설과 진공 흡입 문제를 기하학적 구조만으로 해결했고 여기까지 그 어떤 기계적으로 움직이는 부품도 없음으로써 이번 아이디어가 고장이 날 가능성을 극단적으로 줄였다. 전기역시 이번 장치를 작동하는데 필요하지 않아 기존 우주변기의 주 고장의 원인이었던 전기를 해결 할 수 있다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr