영국 과학대회서 대상 수상 기술
미세 기포 터지면서 오염물질 정화

나이커사이언티픽이 개발한 소노켐 시스템의 모습./아쿠알루나 챌린지 홈페이지

달 탐사에서 로켓만큼 중요한 것이 물이다. 우주비행사의 생존은 물론, 로켓 연료에도 물이 꼭 필요하다. 영국의 한 스타트업이 전자레인지 원리로 달의 얼음에서 깨끗한 물을 생산하는 기술을 개발했다.

국제 공모전 ‘아쿠알루나 챌린지(Aqualunar Challenge)’는 나이커 사이언티픽(Naicker Scientific)이 초음파 방식으로 얼어붙은 달 토양에서 식수를 추출하는 기술을 개발해 1위를 차지했다고 28일 밝혔다. 아쿠알루나 챌린지는 영국 우주국과 캐나다 정부가 함께 추진한 공모전이다.

과학자들은 달 남극에서 햇빛이 비치지 않는 영구 음영 지역에 다량의 물이 얼음 상태로 저장돼 있다고 본다. 물은 우주인을 위한 식수이자, 분해 산물인 산소와 수소는 우주인이 호흡하고 로켓 연료로 쓸 수 있다. 하지만 달은 극저온과 진공에 가깝고 중력도 지구의 6분의 1에 불과해 얼음을 처리해 물을 확보하기가 어렵다.

아쿠알루나 챌린지는 달 남극의 얼음이 섞인 토양에서 식수를 만들어내는 기술을 공모했다. 나이커는 ‘소노켐(SonoChem)’이라는 방식으로 주목을 받았다. 대부분 참가팀이 오염된 얼음을 정제하는 방식에 초점을 맞췄다면, 이들은 토양에서 물을 먼저 증발시켜 분리하고 그 후에 정화하는 방식을 제시했다.

우선 얼음이 섞인 달 토양을 자레인지로 가열한다. 흙은 남고 물과 오염물질이 기체로 증발한다. 나중에 이 기체를 모아 액체로 만든다. 이후 초음파를 쏘아 수백만개의 미세 기포를 생성하는데, 기포가 터질 때 발생하는 고온·고압의 폭발이 오염물질을 분해하거나 증발시켜 최종적으로 깨끗한 물만 남는다.

3등을 차지한 런던 퀸메리 대학 연구진이 개발한 기술./아쿠알루나 챌린지 홈페이지

나이커는 이번 실험에서 실제 달 토양 대신 건축용 모래를 재료로 사용했으며, 정제된 물도 직접 마셔보지는 않았다고 설명했다. 나이커 연구진은 같은 기술로 로켓 추진체의 연료를 만드는 연구도 병행할 계획이라고 했다. 초음파 기술은 의약품이나 농약 같은 다양한 오염물질 제거에도 효과적이라는 사실을 함께 확인했다고 밝혔다.

이번 대회에서는 2등과 3등 수상팀도 혁신적 기술로 주목받았다. 2등은 레드스페이스가 차지했다. 이들은 밀폐된 공간에서 흙을 가열해 휘발성 기체를 분리했다. 이어 남은 물·메탄올·토양 혼합액을 필터로 걸러 고체를 제거한 뒤 증류를 통해 물과 메탄올을 분리하는 방식을 활용했다.

3등을 차지한 퀸메리런던대 연구진은 달 얼음을 녹인 뒤, 섭씨 373도 이상의 온도와 220기압의 압력을 가해 액체·고체·기체 어디에도 속하지 않는 초임계 상태로 만들었다. 이후 강력한 산화 반응을 일으켜 오염물질을 한 번에 제거하는 기술을 제시했다.

참고 자료

Aqualunar Challenge(2025), https://aqualunarchallenge.org.uk/news/announcing-the-winners-of-the-aqualunar-challenge/

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