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AI 화학자, 화성 암석으로 '산소' 만드는 방법 알아냈다

 <큐리오시티 로버가 2019년 10월 11일 촬영한 셀카. 기사와 직접적 연관 없음. 사진=미 항공우주국(NASA)>

우주탐사에서 가장 중요한 물질 중 하나인 '산소'. 인공지능(AI)으로 작동하는 로버가 화성 암석만으로 산소 발생 촉매 합성에 성공해 눈길을 끌고 있다.

지난 14일 과학 저널 '네이처 합성'(Nature Synthesis)에 따르면, 중국과학원(CAS) 산하 중국과학기술대(USTC) 장준 박사팀은 지난 14일 화성 암석에서 산소를 생산하는 데 사용할 수 있는 촉매를 만드는 AI 로버 화학자를 개발했다고 밝혔다.

산소는 우주 비행사들이 우주공간에서 숨쉬는 데 필요할 뿐만 아니라, 로켓 추진체 등 다양한 우주 분야에 활용되기 때문에 우주 탐사에서 빼놓을 수 없는 필수 요소다. 하지만 지구에서 가져가는 방법도 있지만 높은 운송 비용과 페이로드 문제로 화성에서 사용할 충분한 양을 확보하기가 어렵다.

하지만 화성은 얼음 형태로 물이 있을 것으로 기대되는 공간이다. AI 로버 화학자들이 만든 촉매를 통해 물 분자를 산소와 수소로 나눠 사용한다는 계획이다.

 <중국과학원(CAS) 산하 중국과학기술대(USTC) 장준 박사팀이 개발한 AI 로버 화학자. 사진=네이쳐 NPG Press 유튜브 캡처>

장 박사팀은 화성에 있는 암석 만으로 산소 발생 반응(OER) 촉매를 만들어내는 AI 로버 화학자들 개발했다. 이렇게 만들어진 촉매는 화성 기온인 영하 37℃에서 장기간 성능 저하 없이 산소를 안정적으로 생산할 수 있음이 확인돼 향후 화성 유인 탐사에 활용할 수 있는 것으로 기대된다.

박사팀은 화성에서 왔거나 화성에 존재하는 것으로 확인된 5가지 종류의 운석을 이용해 AI 로버 화학자의 성능을 테스트했다.

AI 로버 화학자는 로봇 팔을 이용해 운석에서 샘플을 수집한 다음, 레이저를 사용해 광석을 스캔하고 철, 니켈, 망간, 마그네슘, 알루미늄, 칼슘 등 암석의 6가지 금속 원소로 만들 수 있는 분자 370만개 이상을 계산해 냈다. 인간의 개입 없이 6주 만에 243개의 서로 다른 분자를 선택, 합성 및 테스트하는 데 성공한 것이다.

인간 화학자 1명이 수행할 경우 2000년이 걸리는 방대한 작업이 AI 로버 화학자를 통해 단 6주 만에 완성됐다.

또 로봇 AI 화학자가 만든 촉매는 모의 화성 조건에서 실제로 작동할 수 있는 것으로 확인됐다. 화성 온도인 영하 37℃에서도 별다른 성능 저하 없이 산소를 생산할 수 있는 것으로 확인됐지만, 화성은 이 외에도 대기 구성, 공기 밀도, 습도, 중력 모든 조건이 지구와 다르기 때문에 실제 화성에서의 작동을 목표로 하고 있다고 전했다.

장 박사는 미국 우주항공전문매체 스페이스닷컴에 “어렸을 때 나는 성간 탐사를 꿈꿨다. 그래서 내가 만든 로봇으로 만들어낸 촉매가 실제로 물 분자를 쪼개고 산소를 생산할 수 있다는 걸 확인했을 때 꿈이 현실이된 것 같았다. 미래의 나 자신도 화성에서 살 수 있겠다는 상상까지 했다”며 연구 성과에 기쁨을 드러냈다.

 2023-11-18 
전자신문인터넷 서희원 기자