오픈소스 시뮬레이터 ‘크로노’ 통해 로버 이동성 문제 발견
美 위스콘신대매디슨 캠퍼스(UW-Madison)연구팀이 지구에서 수행되는 외계 탐사 로버(Rover)테스트 방식에 근본적인 결함이 있다는 것을밝혀냈다. 이들은 지구 중력과 외계 지형 간의 물리적 차이가 기존 테스트 결과를 지나치게 낙관적으로 만들 수 있다고 경고했다.
로버가 부드러운 모래나 자갈 위에 갇힐 경우, 지구에선엔지니어들이 명령을 수차례 내려 탈출을 시도하지만, 2009년 화성 탐사선 ‘스피릿(Spirit)’처럼 영구 정지 상태에 빠지기도 한다. UW 메디슨 기계공학과 댄 네그루트 교수는 “로버의 질량뿐 아니라 모래에 미치는 중력의 차이를 간과한 기존 테스트는 달이나 화성에서의 실제 상황을 제대로 반영하지 못한다”고 지적했다.
달의 중력은 지구의 약 6분의 1에 불과하다. 이에 따라 과거 연구자들은 중량을 줄인 소형 로버를 만들어사막에서 주행 실험을 해왔으나, 시뮬레이션 결과 이 방식이 중력에 따른 지형 반응의 차이를 충분히 고려하지 못한다는 결론에 도달했다. 예를 들어 지구에서는 단단하게 유지되던 모래가 달에서는 훨씬 유연하게 움직이며 로버의 이동을 방해할 수 있다는 것이다.
연구팀은 NASA가 달 탐사용으로 개발 중인 바이퍼(VIPER) 로버 프로젝트의 일환으로 이 문제를 파악했다. UW 메디슨이 자체 개발한 오픈소스 물리 시뮬레이션 소프트웨어 ‘크로노(Chrono)’를 활용해 테스트를 진행했다.
시뮬레이션 결과, 지구상의테스트와 달에서의 가상 이동 시뮬레이션 간에 뚜렷한 불일치가 나타났다. 크로노는 NASA,미 육군, 국립과학재단(NSF), 정밀기계산업 등 수백 개 기관에서 사용되는 고성능 시뮬레이터다. 이 소프트웨어는 오프로드 차량, 군용 트럭, 기계식 시계에 이르기까지 다양한 복합 기계 시스템의 성능 예측에 활용되고 있다.
네그루트 교수는 “NASA에서 사용할수 있는 수준의 산업용 시뮬레이션 소프트웨어를 대학 연구실에서 개발하고 유지하는 것은 이례적인 일”이라며 “우리는 전 세계 누구나 사용할 수 있도록 오픈소스로 공개하고 있으며, 이를 위해 꾸준한 개발과 사용자 지원을 이어가고 있다”고 설명했다.이어 “우리가 가진 아이디어는 공공 영역에 있기 때문에 경쟁 속에서도 빠르게 채택되고 진화할 수 있다”며 “지난 10년간 NASA, NSF, 미 육군의 연구비 지원 덕분에 누구에게도 사용료를 받지 않으면서도 고품질 소프트웨어를 제공할 수 있었다”고 덧붙였다.
이번 연구는 향후 NASA의 달·화성 탐사뿐 아니라, 지구 내 특수 환경에서 운용되는 차세대 쿨카지노 및 기계 시스템 설계에도 영향을 미칠 것으로 기대된다.