DIY 프로젝트가 우주로 날아간 듯한 소식이다. 독일 스타트업 오비탈 매터(Orbital Matter)가 진공 상태의 우주에서 맞춤형 플라스틱 소재로 0.5m 길이의 단단한 빔을 3D 프린팅하는 데 성공했다. 이 회사의 소형 위성 '리플리케이터 2(Replicator 2)'는 올여름 스페이스X 라이드셰어 미션으로 발사됐으며, 4대의 3D 프린터를 탑재했다. 각 프린터는 자외선으로 경화되는 수지 코일을 압출해 단단한 원통형 빔을 만든다. 회사 측은 이를 시멘트와 물에 비유한다. 경영진은 이번 성과가 궤도상의 자유 비행 우주선으로는 최초이며, 우주에서 대형 구조물을 건설하는 방향으로 나아가는 한 걸음이라고 평가했다.

왜 중요할까? 미래의 우주선, 특히 궤도 데이터 센터로 구상되는 우주선은 더 많은 전력을 생산하고 더 많은 열을 우주로 방출하기 위해 더 커져야 한다. 하지만 여전히 로켓 페어링의 좁은 공간에 맞춰져야 한다. 우주선이 궤도에서 자체 구조물을 만들 수 있다면, 전력과 열 방출 문제는 훨씬 해결하기 쉬워진다. 오비탈 매터의 CEO이자 공동 창업자인 야쿠브 스토예크는 "리플리케이터 2는 미션 요구에 맞는 크기로 우주에서 어레이를 직접 건설할 수 있다는 첫 번째 증거"라고 말했다. 이 회사는 유럽우주국(ESA) 및 유럽의 선도적 위성 제조사 탈레스 알레니아(Thales Alenia)와 협력 중이며, 이들은 리플리케이터 2에 함께 참여했다.

오늘날의 대형 우주 구조물은 사실상 종이접기 프로젝트다. 태양전지판이나 망원경 거울은 접힌 채 발사되어 궤도에서 펼쳐진다. 까다로운 엔지니어링이기 때문에 우주에서 구조물을 제조하고 조립하는 아이디어가 매력적인 것이다. NASA는 몇몇 시도를 지원했는데, 특히 2023년 레드와이어(Redwire)와 함께 진공 챔버에서 구조용 빔을 3D 프린팅한 미션이 있었지만 실제로 발사되지는 않았다. 반면 오비탈 매터의 성과는 실제로 지구를 떠났다.

이 회사의 프린터 중 2대는 유연한 태양전지 어레이를 전개하도록 설계됐지만, 이상 현상으로 한 대가 고장 났다. 그래도 성공적으로 만들어진 붐이 태양전지 어레이를 전개했고, 중요한 개념 증명이 됐다. 이전의 미세중력 3D 프린팅 시도는 국제우주정거장(ISS)의 가압 환경에 국한됐다. 오비탈 매터의 CTO 로베르트 이나티신은 테크크런치에 "그래서 이 단일 위성에 프린터를 여러 대 탑재한 것"이라며 "지상에서 모든 가능성을 테스트하느라 수년을 낭비하기보다 궤도에서 배우고 필요에 따라 소프트웨어를 적응시키는 쪽을 택했다"고 말했다.

붐의 길이는 탑재된 수지 양에 의해 제한되지만, 엔지니어들은 100m 붐도 가능하다고 본다. 비교하자면, 스페이스X의 스타링크 V2 위성은 궤도에서 가장 강력한 대량 생산 위성 중 하나로 20m 길이의 태양전지 어레이를 사용한다. 오비탈 매터는 2022년 3D 프린팅 회사 폼랩스(FormLabs) 출신의 이나티신과 스토예크가 공동 창업했으며, 300만 달러의 시드 라운드를 유치했다.

이제 오비탈 매터는 2028년 발사를 목표로 더 큰 위성에 확대 적용한 프린터를 시험할 또 다른 실증 미션을 준비 중이다. 회사는 이를 통해 5kW 전력을 생산하는 태양전지 어레이를 전개하는 것이 목표이며, 2030년까지 날개당 100kW 이상의 대형 전개를 향한 '디딤돌'이 될 것으로 기대한다. 또한 위성 제조사들과 협력해 자사의 PADS(프린터 보조 전개 시스템)를 우주선에 통합해 태양전지판, 안테나 또는 기타 구성 요소를 확장하는 방안도 고려 중이다. 접을 수 있는데 왜 프린팅하지 않겠는가?