GPS도 없는 달을 산책하는 우주비행사를 위해 우주 엔지니어가 실시간으로 달 지형 3D 맵을 생성할 수 있는 배낭을 개발하고 있다. KNaCK(The Kinematic Navigation and Cartography Knapsack)는 달 남극 지역을 탐사하는 우주비행사를 돕기 위해 미항공우주국 나사(NASA)와 민간 산업 파트너가 공동 개발 중인 운반할 수 있는 라이다 스캐너다.
KNaCK 실시간 안내 시스템은 인근 물체까지 거리와 지형 특징을 측정하는 펄스 레이저를 활용한다. 나사에 따르면 달 위에선 배낭형 시스템을 짊어진 우주비행사에게 주변 지역 고해상도 3D 맵을 제공해준다고 한다. 이 배낭에 사용되는 라이다는 주파수 변조 연속파 레이더, FMCW라는 종류로 날리는 먼지 입자 속도나 방각 등 초당 수백만에 이르는 측정점 도플러 속도와 범위를 제공할 수 있다고 한다.
나사 마샬우주비행센터에서 KNaCK 프로젝트를 이끄는 연구자 마이클 자넨티(Michael Zanetti)는 기본적으로 이 센서는 내비게이션과 과학 맵핑 모두를 위한 측량 도구라며 센티미터 단위 정확도로 초고해상도 3D맵을 생성할 수 있고 풍부한 과학적 맥락을 줄 수 있다고 설명했다. 멀리 떨어진 장소 표시까지 해 실제 거리를 파악하고 탐험자가 진행 상황과 목적지까지 남은 거리를 실시간으로 볼 수 있어 달 같은 GPS 없는 환경에서 우주비행사와 탐사기간 안전성을 확보하는데 도움이 된다는 것이다.
나사는 아르테미스 계획 일환을 2025년 이후 인류를 다시 달에 보낼 계획이다. 이 때 우주비행사가 달 남극 근처에 착륙할 예정이다. 이 지역은 달 탐사에서 귀중한 자원으로 사용할 수 있는 지표 및 수빙, 물이 존재할 가능성을 시사하는 증거가 있기 때문에 과학자로부터 주목받고 있다.
하지만 달 남극은 대부분 그림자로 되어 있기 때문에 우주비행사가 휴식 장소까지 거리를 내기 어려워질 가능성이 있다. 달에서 보내는 시간은 소중한 만큼 KNaCK이 있다면 필요한 산로량을 판단하기도 쉬워진다.
연구팀은 인간은 특정 건물이나 숲 등 장소 표시를 바탕으로 자신의 위치를 확인하는 경향이 있다며 달에는 이런 게 존재하지 않고 KNaCK에 의해 달 표면을 돌아다니는 탐험자가 멀어진 산 정상이나 활동 거점까지 이동, 방향을 끊임없이 판단할 수 있게 되며 특이한 광물이나 암석층을 찾은 지점이나 새로운 연구를 위해 표시를 해둘 수도 있다고 밝혔다.
KNaCK은 2021년 11월 뉴멕시코주에 위치한 화산 화구에서 검증을 실시하고 같은 주에 위치한 나사 태양계 탐사 연구 가상 연구소 SSERVI에서도 테스트를 진행할 예정이다. 연구팀은 18kg 배낭 경량화와 달에서 격렬한 태양 방사, 미중력에 대한 전자장치류 강화에도 노력을 기울이고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.