아이카루스 로보틱스, ISS행 조이 로봇 미세중력 시험 완료

미국 브루클린에 본사를 둔 스타트업 아이카루스 로보틱스가 국제우주정거장(ISS)에서 화물과 물류 작업을 대신 수행할 자유비행 로봇 '조이(JOY)'의 대규모 실증 시험을 마쳤습니다. 더로봇리포트(The Robot Report) 보도에 따르면, 이번 시험은 조이가 실제 미세중력 환경에서 비행한 첫 사례입니다.

9월 9일부터 11일까지 진행된 네 차례 비행에서 조이는 총 66회의 포물선 비행을 거쳤고, 누적 무중력 시간은 2분에 달했습니다. 포물선 비행은 항공기가 급격히 상승한 뒤 포물선 궤적을 그리며 낙하하는 방식으로, 궤도에 올라가지 않고도 실제 무중력 상태를 만들어낼 수 있는 유일한 시험 방법입니다. 한 번의 포물선마다 기내에는 약 20초간 무중력 상태가 만들어집니다.

조이는 로봇 팔과 손가락형 핀치 그리퍼(집게 형태의 손가락 부품)를 갖춘 자유비행 로봇으로, ISS 내부의 여압된 공간을 자유롭게 이동하며 우주비행사들의 시간을 많이 차지하는 화물·물류 작업을 대신하도록 설계됐습니다. 회사는 이번 시험이 로봇의 비행용 하드웨어를 최종 확정해 NASA에 인계하기 전 마지막 주요 시험이라고 밝혔습니다. 아이카루스는 2027년 1월 25일 로봇을 공식 인계할 예정이며, NASA는 현재 2027년 5월 조이를 ISS로 발사하는 'Joyride-1' 임무를 목표로 하고 있습니다. 다만 이 일정은 NASA 계획에 따라 변경될 수 있습니다. 이 임무는 지난 3월 발표된 보이저 테크놀로지스(Voyager Technologies)와의 임무 관리 계약 하에 진행됩니다.

이번 시험은 매니퓰레이션(조작), 상태 추정, 비행 제어 세 가지 핵심 시스템에 집중됐습니다. 전체 비행 시간의 절반가량이 자체 개발한 7축(7-DoF) 로봇 팔과 적응형 핀치 그리퍼로 구성된 매니퓰레이션 시스템 시험에 쓰였습니다. 공동창업자이자 최고기술책임자(CTO)인 자이미 팔머는 로봇 팔의 성능이 기대 이상이었다고 밝히며, 다양한 제어기와 이동 경로, 동작을 시험했고 팔을 의도적으로 흔든 뒤 원래 위치로 복귀하는 능력까지 확인했다고 설명했습니다.

비행 중에는 ISS에서와 같은 실시간 원격조작(텔레옵)이 불가능했기 때문에, 팀은 지상에서 미리 녹화한 원격조작 궤적과 목표값을 활용해 같은 명령을 미세중력 환경에서 실행하고 지상 데이터와 비교하는 방식을 택했습니다.

상태 추정과 비행 제어는 오히려 운영상 더 까다로웠습니다. 팔머는 항공기가 급격히 기울며 포물선 구간에 진입할 때 발생하는 정착 구간(settling period) 때문에 미세중력 환경에 변동이 생긴다고 설명했는데, 이는 ISS에서는 겪지 않을 문제입니다. 이 때문에 팀은 비행 제어기를 가동하는 시간을 보수적으로 제한했고, 조이를 붙잡고 고정한 뒤 다시 풀어주는 과정을 반복해야 했습니다. 팔머는 향후 비행에서는 시스템을 더 적극적으로 시험하고자 한다고 밝혔습니다.

이번 시험은 원래 계획과 달리 캐나다에서 진행됐습니다. 미국 내 유일한 포물선 비행 운영사가 현재 운항을 중단한 상태이기 때문입니다. 공동창업자이자 최고경영자(CEO) 이선 바라하스는 갑작스럽게 다른 대안을 찾아야 했다고 말했으며, 캐나다 국립연구위원회(NRC)나 프랑스, 일본, 취리히의 운영사들로 수요가 몰리면서 우주 기술 시험 일정이 점점 길어지고 있다고 지적했습니다.

아이카루스는 앞으로 시험 데이터를 바탕으로 소프트웨어를 보완할 계획이며, 팔머는 ISS 임무 전까지 대규모 하드웨어 개편은 필요하지 않다고 밝혔습니다. 회사는 지난해 시드 투자로 610만 달러를 유치했습니다.

두 창업자는 조이가 기존 ISS 자유비행 로봇인 아스트로비(Astrobee)와는 근본적으로 다르다고 강조했습니다. 바라하스는 아스트로비급 로봇들이 스마트폰 수준의 연산 성능을 쓰는 반면, 조이는 엔비디아 젯슨 토르(Jetson Thor) T5000 모듈을 탑재해 매니퓰레이션, 통신, 비행 경로 계산에 훨씬 큰 연산 여유를 갖췄다고 설명했습니다. 팔머는 "이 로봇은 지금까지 미세중력 환경에 간 로봇 중 가장 복잡한 축에 속할 것"이라며, 지난 10년간 지상에서 이룬 로봇공학 하드웨어·소프트웨어 발전 덕분에 이런 수준의 로봇을 우주로 보낼 수 있게 됐다고 말했습니다.