지구 너머: 적층 제조가 어떻게 우주 탐사의 새로운 시대를 열어가고 있는가

전략적 촉진제로서의 적층 제조 – 그리고 적층 제조가 우주 임무의 든든한 파트너인 이유

2026년 4월 9일 | 읽는 데 걸리는 시간: 5분

변화의 소용돌이에 놓인 우주 산업 – 그리고 핵심 기술로서의 적층 제조(AM)

전 세계 우주 산업은 전례 없는 속도로 진화하고 있습니다. 새로운 발사 시스템, 야심 찬 탐사 프로그램, 재사용 가능한 로켓, 빠른 개발 주기, 혁신적인 비즈니스 모델을 가진 스타트업, 그리고 민간 기업의 영향력 확대가 생태계를 재편하고 있습니다. 이러한 발전에 따라 부품에 대한 요구 사항도 높아지고 있습니다. 우주 응용 분야가 더 높은 성능을 요구하는 동시에 일정은 단축되고 생산량은 상대적으로 적은 상황에서, 속도가 결정적인 요소가 되고 있습니다. 적층 제조(AM)는 기존 방식으로는 구현하기 어려웠던 복잡한 부품을 신속하게 생산할 수 있게 해줄 뿐만 아니라, 부품 통합을 통해 제조 복잡성을 줄여줌으로써 수요가 증가함에 따라 효율적인 확장의 기반을 마련합니다.

적층 제조는 설계 변경을 신속하게 반영하고 단기간 내에 시제품을 제작할 수 있게 함으로써, 현대 우주 산업의 가속화된 혁신 속도를 직접 뒷받침합니다. 이러한 신속한 반복 개선 능력은 다음 단계로 나아가는 토대를 마련해 줍니다. 즉, 적층 제조를 단순히 개발 속도를 높이는 데 그치지 않고 핵심 부품의 성능과 효율성을 근본적으로 향상시키는 데까지 활용하는 것입니다.

극한 환경 속의 AM: 2억 2,500만 킬로미터 떨어진 곳에서도 안정적으로 가동 중

적층 제조 기술의 성숙도를 보여주는 대표적인 사례는 NASA의 퍼서버런스(Perseverance) 탐사선에 탑재된 MOXIE 실험에 적층 제조 부품이 사용된 것이다. MOXIE에 장착된 적층 제조 열교환기는 극심한 온도 변화와 얇은 대기로 특징지어지는 혹독한 화성 환경에서도 안정적으로 작동한다. 이 열교환기는 NASA 제트추진연구소(JPL)에서 EOS M 290 금속 적층 제조 시스템을 사용하여 제작되었습니다.

이러한 적층 제조 부품들이 지구에서 2억 2,500만 킬로미터 이상 떨어진 곳에서 완벽하게 작동한다는 사실은 단순한 기술적 성공 그 이상의 의미를 지닙니다. 이러한 임무에 해당 부품들이 사용되었다는 점은 우주 탐사에서 비행 준비가 완료된 하드웨어에 요구되는 엄격한 자격 심사, 검증 및 신뢰도를 반영합니다. 이는 상상할 수 있는 가장 혹독한 환경에서의 적용을 위해 금속 적층 제조 부품이 달성한 산업적 성숙도와 신뢰성의 수준을 여실히 보여줍니다.

우주 산업 분야에서의 적층 제조(AM)의 주요 응용 분야

적층 제조는 핵심 우주 기술 전반에 걸쳐 필수적인 요소가 되었습니다. 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 추력실
• 인젝터 헤드
• 터보 펌프 부품
• 밸브 부품
• 위성 구조 부품
• 파도유도관
• 추진제 탱크

이 부품들은 최적화된 형상, 첨단 냉각 설계, 그리고 하나의 부품에 여러 기능을 통합할 수 있는 장점을 갖추고 있습니다.

더 높은 성능과 더 낮은 비용 - 적층 제조(AM)의 가치

우주 분야 응용에서 적층 제조의 주요 이점 중 하나는 무게 감소가 아니라 성능 향상입니다. 적층 제조를 통해 냉각 효율을 획기적으로 개선하는 고도로 최적화된 형상을 구현할 수 있으며, 이를 통해 추력실과 인젝터 부품의 성능을 높일 수 있습니다. 또한 이 기술은 광범위한 설계 자유도를 제공하여, 엔지니어들이 기능을 통합하고 기존 방식으로는 달성하기 어렵거나 불가능했던 완전히 새로운 설계 원칙을 추구할 수 있게 해줍니다. 더불어 적층 가공 공정은 개발 주기를 단축시켜 신속한 설계 수정, 신속한 시제품 제작 및 빠른 테스트를 가능하게 하며, 이는 반복 주기가 짧고 혁신에 대한 압박이 심한 프로그램에서 결정적인 이점이 됩니다.

적층 제조가 우주 분야에 제공하는 핵심 가치는 제조 공정의 복잡성을 줄여준다는 점입니다. 부품 통합을 가능하게 함으로써, 과거에는 여러 개의 구성 요소가 필요했던 복잡한 조립체를 단일 부품으로 제작할 수 있습니다. 이는 생산 과정을 간소화하고, 리드 타임을 단축하며, 비용을 절감하고, 산업 제조의 효율적인 확장을 뒷받침하는 동시에, 정교한 로켓 및 위성 구조물의 조립 작업을 최소화합니다.

대표적인 예로, 원래 우주왕복선에 탑재되었던 RS-25 엔진이 있으며, 현재는 아르테미스 임무를 위한 NASA의 우주 발사 시스템(SLS)에 동력을 공급하고 있습니다. 최신 버전에는 연소실, 노즐, 파워헤드 부품을 포함해 총 30개의 적층 제조 부품이 적용되었습니다. 이는 적층 제조가 새로운 설계에만 국한되지 않고, 검증된 기존 시스템에도 적용되어 생산 효율을 높일 수 있음을 보여줍니다. 제조 공정의 복잡성을 줄임으로써 산업용 3D 프린팅은 생산 주기를 3년에서 11개월로 단축하고 용접 부위를 97%나 줄였습니다.

결론: 적층 제조 - 차세대 우주 임무의 핵심

우주 산업은 그 어느 때보다 빠르게 발전하고 있으며, 적층 제조(AM)는 이러한 변화의 핵심적인 역할을 담당하고 있습니다. 냉각 효율 향상, 개발 주기 단축, 비용 효율적인 소량 생산, 복잡한 형상의 구현 등 다양한 측면에서 적층 제조는 이제 없어서는 안 될 기술이 되었습니다.

Smart Fusion( Smart Fusion)과 같은 혁신적인 기술, AMCM M8K와 같은 대형 시스템, 그리고 까다로운 우주 프로그램에서 쌓아온 풍부한 경험을 바탕으로, EOS는 차세대 우주 탐사의 실현에 크게 기여하고 있습니다.

_{저자: 마이클 볼파르트, Additive Minds 사업 개발 및 아카데미 팀장}