밤을 낮으로 바꾸다: Reflect Orbital의 야심찬 도박

태양광은 가장 깨끗한 재생 에너지 원천입니다. 게다가 지구에 몇 시간만 햇빛이 닿아도 인류의 연간 에너지 수요를 모두 충족시킬 수 있습니다.

하지만 물론 문제는 우리가 모든 햇빛을 포착할 수 없다는 점입니다. 대부분의 햇빛이 바다와 사막에 떨어지고, 태양 에너지를 저장하고 배분하는 것도 어려운 일입니다. 게다가 태양광 패널의 효율은 15~25%에 불과합니다.

더 중요한 것은 햇빛이 일정하지 않다는 것입니다. 밤, 날씨, 계절에 따라 달라집니다. 따라서 광전 시스템이 아무리 효율적이라도 태양광은 간헐적이며, 이는 낮 시간에만 에너지를 생산할 수 있음을 의미합니다.

이제 이 제한이 완전히 사라진 세상을 상상해 보세요. 언제든지, 필요할 때 바로 햇빛을 얻을 수 있습니다. 바로 이것이 Reflect Orbital이 목표로 하는 바입니다.

캘리포니아에 기반을 둔 스타트업은 5만 개의 대형 궤도 거울을 이용해 필요에 따라 햇빛을 지구로 전송하겠다고 제안하고 있습니다. 이 아이디어는 낮에만 제한되던 태양 에너지를 밤에도 생산할 수 있게 함으로써 그 제약을 없애는 것입니다.

“우리 기술은 전 세계 태양광 생산량을 세 배 이상 늘릴 수 있는 능력을 가지고 있어 지속 가능하고 에너지 안보가 확보된 미래를 열어줍니다,” 명시합니다 회사 웹사이트. 

이것이 현실이 된다면 태양 에너지 경제와 전체 에너지 그리드를 근본적으로 재구성할 수 있습니다. 그러나 동시에 전문가들은 맑은 밤하늘 상실, 야생동물 행동 교란, 그리고 우리 생체리듬에 부정적인 영향을 포함한 잠재적 위험을 경고하고 있습니다. 더욱이 천문학자들은 우주 거울 군집을 이용해 필요에 따라 햇빛을 제공하려는 Reflect Orbital의 계획을 관측 천문학에 대한 큰 위협으로 보고 있습니다.

이것이 획기적인 혁신인지, 혹은 후회할 수 있는 선택인지 이해하려면 Reflect Orbital을 더 깊이 살펴보겠습니다.

요구에 따른 햇빛 엔지니어링

수억 년 동안, 즉 지구가 자전하고 태양을 공전해 온 이래로 우리는 낮과 밤을 경험해 왔습니다. 지구의 24시간 회전에 의해 만들어지는 빛과 어둠의 자연 리듬 아래에서 생명과 생태계가 진화합니다. 그러나 Reflect Orbital은 이 패턴을 바꾸고자 합니다. 

이 스타트업은 빛을 목표 지역으로 직접 전달할 수 있는 미래를 제안합니다. 이러한 미래는 자연스러운 어둠을 위협하고 우리 환경을 근본적으로 변화시킵니다. 이를 실현하기 위해 회사는 수천 개의 위성을 발사할 예정이며, 각각은 저궤도(LEO)에서 조정 가능한 “햇빛 반사기” 역할을 합니다. 

이 위성들은 대형 반사 패널 또는 거대한 우주 거울을 장착하고 있습니다. 회사가 사용할 계획인 거울은 정사각형 형태이며, 반사율, 전기 절연성, 높은 인장 강도 및 화학적 안정성 때문에 사용되는 폴리에스터 필름인 마일라(PE 테레프탈레이트, PET)로 만들어집니다.

제안된 이 거울은 크기가 약 33~180피트이며, 지구의 낮쪽에서 밤쪽으로 햇빛을 재지향해 사실상 “햇빛 서비스”를 제공하게 됩니다.

회사에 따르면 추가된 햇빛은 야간에 태양광 어레이에 전력을 공급하고, 구조 작업을 돕고, 도시 거리를 밝히며, 작물 성장 개선 및 계절성 우울증 완화에도 사용할 수 있습니다.

“우리는 화석 연료를 대체하고 모든 것을 실제로 전력화할 수 있는 무언가를 만들려고 합니다.”

– Reflect Orbital의 최고경영자 Ben Nowack가 인터뷰에서 말했습니다

그 많은 위성 중 어느 하나에서 나오는 빛줄기는 대략 3마일(약 5킬로미터) 정도의 지면에 “부드럽고 달빛 같은 빛”을 비춥니다. 동시에 조도는 0.8~2.3 럭스 사이입니다. 참고로 보름달의 달빛 강도는 0.05~0.2 럭스로 추정됩니다.

따라서 Reflect Orbital 시스템의 각 위성은 보름달보다 훨씬 밝은 빛을 제공할 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 이러한 빛을 제공하려면 동일한 위치를 목표로 하는 여러 위성이 필요합니다. 위성은 하늘을 빠르게 가로지르며 몇 분만 특정 지역을 비출 수 있기 때문입니다. 따라서 회사는 가치 있는 조명을 제공하기 위해 대규모 메가-컨스텔레이션에 수천 개의 위성을 배치할 계획입니다.

Reflect Orbital의 프로토타입 거울인 Earendil-1은 길이가 60피트에 이를 것으로 예상되며, 이미 거의 완성 단계에 있습니다. 우주에 진입하면 햇빛을 반사해 지구 표면에 원형 영역을 밝히게 됩니다.

이 위성은 올해 우주로 발사될 수 있는 반면, 회사는 1년 내에 두 개의 추가 프로토타입을, 그리고 향후 2년 동안 수십 개를 더 발사할 계획입니다. 목표는 2028년 말까지 1,000개의 대형 위성을, 이번 십년 말까지 약 5,000개를, 그리고 2035년까지 50,000개의 전체 컨스텔레이션을 궤도에 올리는 것입니다.

Reflect Orbital의 대담한 비즈니스 모델 내부

2021년 Ben Nowack와 Tristan Semmelhack이 설립한 Reflect Orbital은 우주에 완전히 새로운 에너지 인프라 층을 구축하고 있으며, 투자자로부터 3,500만 달러 이상을 모금했습니다.

2024년 9월 말, Reflect Orbital은 Sequoia Capital이 주도하고 Starship Ventures, Keenan Wyrobek, Keller Rinaudo Cliffton, Baiju Bhatt가 참여한 650만 달러 시드 라운드를 모금했습니다. 1년 이내에 Lux Capital이 주도하고 Starship Ventures와 Sequoia Capital이 참여한 2천만 달러 규모의 시리즈 A 펀딩을 모금했습니다.

“우리는 그들의 주문형 조명 기술이 지구상의 문제 해결 방식을 근본적으로 재구성할 잠재력이 있다고 믿습니다—핵심 운영부터 에너지 회복력까지.”

– 당시 Lux Capital의 매니징 파트너 Josh Wolfe가 말했습니다

또한 지난해 미국 공군으로부터 125만 달러 규모의 소기업 혁신 연구(SBIR) 계약을 수주했습니다.

CEO에 따르면 Reflect Orbital은 석유를 채굴하고 연소하는 1형 문명에서, 물질을 추출하기 위해 지구 환경을 손상시키는 대신 태양으로부터 모든 에너지를 얻는 2형 문명으로 전환하는 데 도움을 줄 것입니다.

“인류가 처음으로 태양을 제어하게 되었습니다,” 라고 그가 UAE에서 World Governments Summit에 연설하면서 말했습니다. 이 발전은 “우리가 물을 제어하고 이동시키는 방법을 배워 비가 올 때까지 기다릴 필요가 없게 된 것과 같습니다. 우리는 햇빛으로 그 일을 하고 있습니다.”

그는 태양이 인류가 지금까지 소비한 양보다 초당 5,000배 더 많은 에너지를 생산하는 최고의 에너지 형태라고 언급했습니다. 그리고 거울에 빛을 반사하는 것은 매우 효율적이며, “거울에 햇빛을 반사할 때 거의 에너지를 잃지 않습니다.” 이것이 위성의 방향을 조정하여, 특정 지역이 어둠을 유지하고 싶을 경우 반사된 빛을 우주로 보낼 수 있게 하는 방식입니다.

“따라서 우리는 사람들을 방해하거나 눈부시게 하지 않으면서도 이 위성들의 대규모 컨스텔레이션을 운영할 수 있습니다,” 라고 Nowack가 말했습니다. 빛은 빔에 직접 서 있는 사람에게는 매우 밝게 보이겠지만, 빔 밖에 있는 사람들은 “그냥 땅 위에 빛이 보일 뿐이며, 의도적으로 위성을 직접 바라보지 않는 한 보이지 않을 것입니다.”

비즈니스 모델에 대해 이야기하면서 Nowack는 그들이 단순히 “자원을 판매하고 있으며,” “로켓을 직접 만들지는 않는다”고 밝혔습니다. SpaceX가 이를 담당하고(그리고) 우리 위성을 발사하며, 우리는 궤도에 진입한 뒤 고객에게 햇빛을 판매합니다.

하지만 이 “햇빛 서비스”는 얼마가 들까요? Nowack는 NYT에 전했습니다 1,000시간 이상 연간 계약을 체결한 고객에게는 하나의 거울 빛에 대해 시간당 약 5,000달러를 청구할 것이라고.

하지만 일회성 행사와 비상 상황은 여러 위성이 필요하고 조정에 더 많은 노력이 들어가므로 비용이 더 높아집니다. 태양광 발전소와 관련해서는 추가 조명 시간 동안 발생하는 추가 전력 수익을 분배할 계획입니다.

특히 Reflect Orbital은 이미 미국 연방 통신 위원회(FCC)에 “NGSO 위성 구축 및 발사” 라이선스를 신청했습니다. FCC는 위성 배치를 위해 필요한 라이선스를 발행합니다.

작년 7월에 신청한 라이선스가 승인된다면, 프로토타입 위성은 이번 여름에 조기에 발사될 수 있습니다. Reflect Orbital의 신청에 대한 공개 의견 기간은 이제 마감되었습니다.

신청서에서 이 회사는 “상업 및 정부 파트너로부터 상당한 관심을 얻었다”고 밝혔습니다. 이미 미션에 대한 전액 자금을 확보했으며, 서비스 신청이 260,000건 이상 접수되었다고 회사는 전했습니다.

아이디어가 더 큰 위험을 안고 돌아오다

Reflect Orbital은 아이디어를 현실화하는 데 빠르게 다가가고 있지만, 이것이 처음 생각된 것은 아닙니다.

거의 반세기 전인 1977년, 로켓 엔지니어 Krafft A. Ehricke는 재해 지역을 밝히고 작물 동결을 방지하기 위해 우주 거울 아이디어를 제시했습니다. 그보다 앞서 1923년, 독일 로켓 개척자 Hermann Oberth는 그의 박사 논문에서 이 아이디어를 제안했습니다.

그 후 1993년, 약 80피트 크기의 거울을 탑재한 러시아 위성 Znamya가 잠시 지구 전역에 햇빛을 반사했습니다.

오랜 시간이 흐른 지금도 이 아이디어는 논란이 지속되고 있으며, 전문가들은 프로젝트의 부작용을 우려하고 있습니다.

이 거울은 항공기 조종사를 방해할 뿐만 아니라 인간 건강, 동물 건강 및 생태계에 대한 잠재적 위험에 대한 우려도 제기합니다.

“밤은 어두워야 한다는 것이 원칙이며, 이 위성들은 밤을 낮으로 바꾸도록 설계되었습니다,” 라고 Smith College의 천문학자 James Lowenthal가 Smithsonian에 전했습니다. “우리가 의도적으로 밤을 없앨 수 있다고 상상하는 것은 제 존재의 모든 근본에 반하는 일입니다.”

결국 식물은 개화와 성장을 위해 낮과 밤이 모두 필요합니다. 이러한 주기가 우리에게 언제 일어나고 잠들어야 하는지를 알려주며, 새와 다른 생물들의 이동을 결정합니다. 동면하는 곤충과 동물도 추가된 빛에 혼란을 겪을 수 있습니다.

“생체리듬은 박테리아에서 식물, 동물, 인간에 이르기까지 모든 종류의 유기체에 존재합니다. 이러한 리듬은 자연스러운 빛-어둠 주기에 생리 기능을 맞추어 전반적인 웰빙에 중요합니다. 야간의 빛은 이러한 리듬을 방해하여 건강과 웰빙을 손상시킬 수 있습니다.”

– Kristen Knutson, Feinberg의 신경학 및 예방 의학 부교수, Northwestern Now에 전했습니다

이러한 영향은 지구상의 모든 생명에 대해 엄청납니다. 그러나 FCC 입장에서는 우주 활동이 환경 검토 대상이 아니기 때문에 이는 전혀 우려 사항이 아닙니다.

위성 신청을 검토할 때 FCC는 우주선의 무선 통신이 다른 통신을 방해하지 않도록 보장합니다. 또한 우주선의 운용 수명이 끝난 후 안전하게 처분될 것을 확인합니다. 그 외에는 별다른 조치를 취하지 않습니다.

“캘리포니아의 작은 회사가 라디오 전송을 관리하는 한 기관의 허가만으로 전 세계 모든 사람들의 하늘을 바꿀 수 있다니 놀랍습니다,” 라고 캐나다 Regina 대학의 천문학자 Samantha Lawler가 말했습니다.

조명이 간섭으로 변하다

Reflect Orbital의 야망은 밤하늘 자체를 보존하는 문제를 또다시 제기합니다. 천문학자들은 이 위성들이 천체 관측을 방해할 것을 우려하고 있습니다. 이는 우주 거울이 지평선 위에 있을 때마다 하늘이 너무 밝아져 천문 연구를 수행할 수 없기 때문입니다.

이미 SpaceX가 운영하는 거의 10,000개의 Starlink 위성 컨스텔레이션이 지상 망원경이 촬영한 이미지에 밝은 줄무늬를 만들어 천문학자들의 관측소에 영향을 주고 있습니다.

하지만 SpaceX와 다른 기업들이 위성을 덜 반사되게 만들어 밤하늘의 광공해를 최소화하려 노력하는 반면, Reflect Orbital 위성의 핵심 목적은 가능한 한 밝게 만드는 것입니다.

단일 위성으로 반사된 햇빛은 약 18제곱마일에 걸쳐 퍼지며, 태양광 패널에 도달하는 광자 수는 정오 값의 약 1/140,000 수준으로 감소합니다.

180피트 폭의 더 큰 거울이라 할지라도, “단일 위치에서 정오 햇빛의 20%에 해당하는 양을 만들려면 3,000개 이상의 위성이 필요하다”고 호주 Monash University의 천문학자 Michael Brown 박사가 Reflect Orbital의 신청에 대한 FCC 의견에서 적었습니다.

Lawler는 또한 회사가 태양광 생산을 늘리려는 목표에 대해 “계산해 보면 밀리와트 수준”이라며 의구심을 표했습니다. “즉, 태양광 패널을 작동시키려면 같은 지점에 수백 또는 수천 개의 거울을 향해야 합니다. 이는 전혀 의미가 없습니다.”

Brown에 따르면, 거울 위성 네트워크는 에너지 생산을 늘리는 효율적인 방법이 아닙니다.

“그의 아이디어가 계속 등장하는 이유는 일정한 단순함과 우아함이 있기 때문이라고 생각합니다,” 라고 Brown 박사가 인터뷰에서 말했습니다. “하지만 숫자를 계산해 보면, 그 숫자는 꽤 쉽게 계산되지만, 그 과정에서 많은 심각한 문제가 있다는 것을 알게 됩니다.”

회사가 반사된 빛이 목표 지역에서만 보일 것이라고 주장했지만, Princeton University의 천문학자 Gaspar Bakos는 공기 입자가 빛을 필연적으로 산란시켜 빔의 빛이 훨씬 더 먼 거리에서도 밤하늘을 밝힐 수 있다고 지적했습니다.

이에 대해 CEO는 시뮬레이션을 통해 문제를 연구했으며, 비판자들이 말하는 만큼 심각하지 않다고 밝혔습니다. “우리는 실제 위성으로부터 실제 세계에서의 측정을 통해 정확히 어떤 일이 일어나고 있는지 보여줄 계획입니다,” 라고 그는 말했습니다. “그것이 큰 도움이 될 것입니다. 이를 위조할 수는 없습니다.”

Bloomberg에 성명에서 Reflect Orbital은 천문학 커뮤니티와 협력해 프로젝트의 잠재적 영향을 최소화하고 있다고 밝혔습니다.

Bakos 박사는 달은 대기가 없기 때문에 우주 거울이 더 적합하다고 언급했습니다. NASA는 현재 달 기지를 건설하고 있습니다 그리고 향후 10년 동안 이 노력에 200억 달러를 투자할 예정입니다.

“저는 또한 이상하게도 미학적인 관점에서 더 우려하고 있습니다. 하늘이 공유된 황야와 같은 느낌이 나는 것을 좋아합니다,” 라고 Brown이 10월에 언론 매체에 전했습니다. “아름답고 어두운 곳에 가서 밤하늘을 바라볼 때 지속적인 기술의 흔적이 있다면, 그것은 약간의 손실이라고 생각합니다.”

지난 달 블로그 게시물에서 회사는 올해 두 차례의 시연 위성 발사가 과학자와 일반 대중을 포함한 모든 사람에게 기술을 배우고 초기 단계에서 이 새로운 도구를 형성할 기회를 제공할 것이라고 공유했습니다. 회사는 다음과 같이 말했습니다:

“우리는 과학자들과 협력해 반사의 정밀도를 측정하고, 가시성을 평가하며, 완화 전략을 테스트하고자 합니다.” 

Reflect Orbital은 또한 “우주에서 정밀한 햇빛을 재지향해 청정 에너지 접근성을 높이는” 목표를 재확인했으며, 이는 현재의 과제를 해결하고 새로운 기회를 창출할 것이라고 밝혔습니다. “우리는 밤하늘을 보존하는 방식으로 이를 실현하고자 합니다.”

이에 대해 서비스는 사전에 정해진 시간에 정의된 지역으로 제한될 것이며, 관측소 근처에 빛을 반사하는 것을 피할 것입니다. 회사는 연구자들이 짧은 운영 창을 계획할 수 있도록 위성 위치 정보를 사전에 공유할 예정입니다.

결론

Reflect Orbital은 대담하지만 논란이 많은 아이디어로, 에너지 미래를 바꿀 수 있습니다. 특히 태양광에 있어 게임 체인저가 될 수 있습니다. 간헐성을 없애면 태양광 발전소의 운영 용량을 지면을 차지하지 않고도 늘릴 수 있습니다. 성공한다면 태양광을 보다 일관되고 가치 있게 만들 수 있습니다.

하지만 이러한 이득에는 대가가 따릅니다. Reflect Orbital의 아이디어가 24시간 재생 에너지를 가능하게 할 수 있지만, 심각한 광공해와 생태계 교란을 초래할 위험도 있습니다. 천문학자들은 이미 Starlink와 같은 컨스텔레이션으로 어려움을 겪고 있으며, 수천 개의 반사 거울을 추가하면 어두운 하늘 관측을 더욱 악화시킬 것입니다.

회사가 과학계의 강력한 반발에 직면함에 따라, Reflect Orbital이 미래 인프라의 기반이 될지, 아니면 과도한 시도의 교훈이 될지는 두고 봐야 합니다.

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