우주의 광전지

우주에서 보호 제공

1957년 10월 4일, 우주 여행의 시대가 소련 위성 스푸트니크 1호의 발사로 시작되었습니다. 그러나, 첫 번째 인공 지구 위성의 임무는 짧았습니다. 당시에는 위성에 전력을 공급하는 데 배터리가 사용되었습니다. 배터리는 21일 후 방전되었고, 92일 후에 궤도에서 스푸트니크 1호는 대기 중에서 타버렸습니다.

그때부터 기술적 우위를 점하기 위한 우주 경쟁이 시작되었습니다. 이후 곧바로 위성에는 배터리 외에도 태양 전지가 장착되었습니다. 내장형 태양 전지의 목표는 궤도에서 태양 복사로 얻은 전력으로 임무를 지속하는 기간 동안 위성에 전기를 공급하는 것이었습니다. 이처럼 태양 전지가 추가되면서 배터리 질량이 크게 줄었고 임무 지속 기간이 상당히 연장되었습니다. 2021년 말까지 지구 궤도를 도는 약 4,900개의 활동 위성 중 거의 모든 위성이 태양 전지에 의존하여 안정적인 전력을 공급받습니다.

우주에서 위성은 마모와 파손 문제도 해결해야 합니다. 우주는 극한의 저온 및 고온과 엄청난 온도 변화가 있는 열악한 환경입니다.  또한 우주 미션은 진공 대기의 압력과 태양 및 태양계 외부의 다른 항성에서 나오는 다량의 전자기 및 충전 입자 방사선에 노출됩니다.  이로 인해 소재는 상당히 큰 충격을 받게 됩니다.

우주의 험난한 환경을 견디기 위해, 소재를 적절하게 보호해야 합니다. 위성에 장착하는 태양 전지가 제대로 작동하도록 태양 전지를 유리로 덮어 장기간 보호해야 합니다.