앞선 글에서 영국 SEI의 궤도 태양광 실증위성 추진 소식을 다뤘다. 그런데 이 아이디어의 원천 특허는 이미 오래전에 출원돼 있었다 — Caltech의 등록특허 US10144533B2(“Large-scale space-based solar power station: multi-scale modular space power”)다. 실증 사업이 뒤늦게 쫓아가는 그림이라면, 이 특허는 무엇을 먼저 풀어놓았을까?
이 특허의 핵심은 모듈형 태양광 타일과 위상배열(Phased Array) 송신기를 결합해 지상으로 무선 전력을 보내는 구조다. ‘대규모’라는 이름처럼 다중 스케일(Multi-scale) 모듈을 이어붙이는 방식을 청구항에 담아, 위성 하나를 통째로 만드는 대신 작은 모듈을 궤도상에서 조립·확장하는 그림을 제시한다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 특허번호 | US10144533B2 |
| 출원인 | Caltech |
| 핵심 기술 | 모듈형 태양광 타일 + 위상배열 무선전력전송 |
| 구조 특징 | 다중 스케일(Multi-scale) 모듈 궤도상 조립 |
전력·에너지 관점
모듈형 접근의 장점은 발사 단위를 작게 쪼갤 수 있다는 데 있다 — 대형 단일 위성을 한 번에 쏘아 올리는 대신, 소형 모듈을 여러 번 발사해 궤도상에서 확장하면 발사 실패 리스크가 모듈 단위로 분산된다. 다만 모듈 간 위상배열 정렬이 어긋나면 송신 효율이 떨어지므로, 조립 정밀도가 곧 발전 효율로 직결되는 구조다. 즉 이 특허의 ‘모듈형’이라는 선택은 발사비 리스크를 줄이는 대신 궤도상 정렬·통신 오버헤드라는 새로운 과제를 만든다는 트레이드오프 위에 서 있다.
요약
| 구분 | 대형 단일 위성 | 모듈형(Multi-scale) |
|---|---|---|
| 발사 리스크 | 단일 실패점 큼 | 모듈 단위로 분산 |
| 정렬 요구 | 상대적으로 단순 | 위상배열 정밀 정렬 필요 |
특허 도면은 게재하지 않고 텍스트로 재서술했다. 출처: Google Patents