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디스커버 한화

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우주에서 땅속까지, 사람을 돕는 한화의 무인 기술
2022/08/25


 

올여름, 한국형발사체 누리호의 2차 발사 성공에 이어 한국 최초의 달 궤도선인 다누리가 우주로 향하며 이목을 집중시켰습니다. 미지의 영역인 우주를 향한 도전정신과 꾸준한 연구를 바탕으로 비약적인 발전을 이룩한 우주항공 기술은 미래 사회의 대표적인 융합 기술 분야로 손꼽히는데요.

 

정보통신기술(ICT, Information Communications Technology)을 중심으로 나날이 발전해나가는 융합 기술은 인공 지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 지능정보기술이 기존 산업과 서비스에 융합되거나 로봇공학, 생명공학, 나노기술 등 여러 분야의 신기술과 결합되는 방식으로 이전의 산업혁명에 비해 더 넓은 범위에 더 빠른 속도로 크게 영향을 끼치고 있습니다. 

 

그 중에서도 특히 사람의 손으로 하기에는 위험한 작업을 안전하게 수행하도록 돕는 무인 기술은 미래형 산업군으로 각광받고 있는데요. 한화는 잠재 자원이 깊이 묻혀 있는 땅속이나 광활한 우주 공간, 그리고 석유화학을 다루는 공장 지대에서부터 국방력을 강화하는 방산 분야까지 광범위하게 무인 기술을 활용하고 있습니다. 사람의 손길이 닿기 어려운 분야에서 가능성을 발굴하고 있는 한화의 무인 기술들을 살펴볼까요?

 


최근 발생한 우크라이나 사태 이후 우리나라를 포함한 전 세계의 많은 국가들이 원자재 품귀 현상을 겪으며 자원에 대한 중요성을 체감하고 있습니다. 인류의 자원을 확보하기 위해 지표면 아래, 깊숙한 땅속에 묻혀 있는 광물을 탐사하고 채굴하는 기술이 바로 마이닝(Mining)인데요. 마이닝 기술은 광물을 채굴하기 위한 화약과 뇌관을 제조해 공급하거나 천공(구멍 뚫기), 발파 등을 포괄하는 종합 서비스 산업으로서 대규모 개발이 이뤄지는 지역에서 주로 활용됩니다.

 

(주)한화는 지난 2014년부터 미국, 호주, 남아프리카 공화국, 인도네시아 등 글로벌 마이닝 시장에 진출했습니다. 일차적으로 화약을 제조하고 판매하는 것을 넘어, 발파 시행까지 아우르는 ‘마이닝 서비스’에 초점을 맞춘 것인데요. (주)한화가 세계 5번째로 개발한 전자뇌관은 0.001초 단위로 발파를 조정할 수 있는 기술로 정밀하고 효율적인 작업이 가능하게 합니다. 무엇보다 화약을 이용하는 마이닝 산업 지역에서 발파 작업의 정확도를 높여 작업자를 위한 안전 환경을 구축하는 데 기여합니다.

 

 


 

발파 현장의 안전을 강화하면서 생산 효율을 높이기 위해 한화만의 스마트 마이닝 솔루션인 ‘HATS(Hanwha As a Total Solution)’가 출시되었습니다. HATS는 광산을 개발하기 위해 구멍을 뚫거나 발파하는 과정에서 발생하는 소음과 진동을 디지털 플랫폼상에서 관리하고 분석할 수 있는 솔루션인데요. 자가통신망 모듈, 3D 기반의 발파설계 모듈 등 총 9개의 모듈로 구성된 HATS는 발파 효율을 최적으로 높였을 뿐 아니라 발파 현장의 안전도 강화했습니다. 

 

HATS는 사면붕괴 위험을 사전에 감지해서 작업자가 위험 구역에 근접했을 때 경고 메시지를 보내는 등 모든 데이터를 자동으로 감지하고 수집해서 작업자가 현장에 있지 않는 상황에도 작업 현황을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 이를 통해 작업의 편의성을 높이고 실시간 모니터링으로 현장의 환경안전을 강화하는 것은 물론, 정밀 작업과 데이터 활용을 통해 생산성을 향상시킵니다.

 

이에 (주)한화는 지난해 7월부터 아세아시멘트와 진행한 HATS 현장 시험을 통해 안전 관리 강화 기능과 생산 원가 절감 효과를 입증하고, 최근 인도네시아의 초대형 광산인 키데코(KIDECO) 현장에서도 HATS 실증화 테스트를 시행했습니다. 향후에는 전자뇌관 시스템과 HATS 기술을 결합해 원격 발파부터 자동 데이터 분석까지 모두 가능한 차세대 전자뇌관 시스템 개발을 앞두고 있는데요. HATS 개발 역량을 활용해 발파 작업의 주요 공정을 디지털화하고 스마트 마이닝 기술을 표준화함으로써 안전한 작업 환경을 구축하는 데 힘쓰고 있습니다.

 

 

 


㈜한화는 한국항공우주연구원 및 여러 기업, 단체의 협업으로 국산화를 이룬 누리호와 다누리의 기술 개발에 참여해 심우주 탐사 시대의 개막에 동참했습니다. 지난 8월 5일에 발사된 다누리는 달의 궤도를 돌며 관측하는 궤도선으로서 사람이 탑승하지 않는 무인 탐사선 발사체입니다. 이 때문에 태양 쪽으로 멀리 돌아 달 궤도에 진입하는 경로를 택하면서 연료 소모량을 약 25% 줄일 수 있었는데요. 조종사가 탑승하지 않는 대신 더 효율적인 방식으로 우주로 나아간 것이죠.  

 

다누리가 안정적으로 달 궤도에 진입하고 안착하는 데에는 (주)한화의 단일 추진시스템이 활용되었습니다. 다누리의 단일 추진시스템은 액체 추진제와 고체 촉매로 발생되는 추력을 통해 위성체를 움직여 정밀하게 궤도를 조정하고 자세를 제어하는 역할을 합니다. 다누리의 성공적인 발사로 인해 우리나라는 7번째 달 탐사국으로서 세계 우주강국의 행렬에 동참하게 되었는데요. 우주를 향한 한화의 도전은 여기서 그치지 않습니다.

 

 

 

 

누리호와 다누리 발사에 참여한 한화가 이제는 발사체를 넘어 우주를 정찰하는 우주비행체 개발을 위한 첫걸음을 내딛습니다. 한화그룹의 우주사업 협의체 ‘스페이스 허브’가 최근 서울대학교를 포함해 13개 학교 컨소시엄과 연구 협력을 위한 업무협약을 체결함으로써 재사용 무인 우주비행체의 기술 개발을 위한 도약이 시작되었습니다.

 

재사용 무인 우주비행체란 우주발사체에 실려 우주로 나간 뒤에 자체 추진력으로 우주에서 비행하며 관측∙연구∙국방 등의 임무를 수행할 수 있는 우주선입니다. 동력원으로 자체 추진력을 이용한다는 점과 무인 우주비행체라는 특징을 살려, 장기간에 걸쳐 우주를 항해하는 일이 가능해집니다. 여기서 명칭에 붙은 ‘재사용’이라는 수식어는 맡은 임무를 마치고 지구로 돌아온 우주발사체를 통해 다시 우주로 나아갈 수 있다는 점을 의미하는데요. 이로써 개발에 드는 비용을 절감하는 한편, 기술 개발에 드는 연구 시간도 획기적으로 줄일 수 있 국내 우주항공기술의 발전을 앞당길 전망입니다.

 

협약식에 앞서 한화 스페이스 허브는 서울대 등 13개 학교 컨소시엄과 함께 국방기술진흥연구소가 주관하는 특화연구센터 사업에 공동 제안서를 제출했는데요. 절차를 거쳐 9월 이후에 개소될 특화연구센터에서는 재사용 무인 우주비행체와 이종 위성군 우주 감시정찰 기술을 다루는 핵심기술 기초연구를 진행합니다. 한화가 쌓아온 우주 관련 기술력과 학계의 인프라를 바탕으로 재사용 무인 우주비행체 기초 기술을 확보해 우주를 향한 여정에 한 발짝 더 가까워지게 되는 셈이죠.

 




코로나19의 영향으로 비대면 서비스가 우리 일상에 안착하면서, 배달 로봇과 수송용 드론 등 무인 배송 시스템은 더 이상 낯선 이야기가 아닙니다. 원격 시스템으로 조종되는 로봇과 기기들은 종종 사람이 직접 하기에는 힘들고 위험한 작업들을 대신 수행하곤 하는데요. 여기, 위험으로부터 사람을 지키기 위한 한화의 미래형 무인 기술들을 소개합니다.

 

 



 

먼저 한화토탈에너지스는 안전환경 분야를 지속적으로 업그레이드하면서 석유화학기업의 핵심요소인 ‘안전경쟁력’을 높이고 있습니다. 특히 공장 내 주요설비의 안전수준을 강화하면서 동시에 업무 효율성을 개선하기 위한 장치로 드론을 적극 활용하고 있는데요. 사람이 접근하기 어려운 항만 부두나 보일러 스택, 플레어 스택 등 안전사고 위험이 있는 공간에 촬영용 드론을 띄워 설비를 점검하는 것입니다. 

 

예를 들어, 150m에 달하는 높이의 플레어 스택(공정 중 남은 가스 물질을 완전히 연소시켜 안전하게 배출하는 처리시설)이나 부두의 하부 등 육안으로 확인하기 어려운 설비를 안전하고 편리하게 점검할 수 있게 되어 공장의 안전운영에 도을 받고 있습니다. 드론을 도입하기 전에는 작업자가 직접 확인하는 방식으로 검사를 해야 했다면, 도입 이후에는 미리 드론을 띄워서 보수 범위를 정하거나 문제를 확인해 검사 범위를 좁힐 수 있게 된 것이죠. 드론이 촬영한 영상 데이터는 무선통신망을 통해 실시간으로 전송받을 수 있어 설비 담당자들의 만족도 또한 매우 높습니다.

 

 



마지막으로 한화그룹에서는 지난해 아랍에미리트(UAE) 수도 아부다비에서 열린 IDEX 2021에 참가해 미래 유무인 복합 전투체계를 실현하는 국방로봇 무인 기술의 성과를 널리 알렸습니다. IDEX 2021은 60여 개국 1,300여 개 업체가 참가한 중동 및 아프리카 지역 최대 규모의 방산 전시회로 한화디펜스가 개발한 다목적 무인차량(ARION-SMET)이 해외에서 처음 공개되어 눈길을 끌었던 것인데요.

 

민∙군 협력과제로 국내 최초로 개발된 다목적 무인차량(ARION-SMET)은 인공지능 RCWS(Remote Controlled Weapon Station)을 탑재하고 있으며, 육군 드론봇 전투단과 5사단의 시범 운용에서 원격 주행, 추적, 자율이동 및 복귀, 장애물 회피 등 다양한 무인 기술을 입증한 바 있습니다. 이외에도 차륜형 전투로봇, 소형 정찰로봇, 폭발물 탐지/제거 로봇 등 무인 기술을 운용함으로써 고위험 지역에서 주야간 정찰과 경호경비 임무를 수행하고 군 병력을 지원하여 안전을 확보할 수 있습니다. 

 

 

최근 코로나가 재확산됨에 따라 여러 지자체들이 AI 방역로봇을 도입하고 있습니다. 바이러스 살균을 위한 소독 분사 방식으로는 한계가 있을 수 있지만, AI 방역로봇은 환경친화적인 빛으로 세균이나 바이러스를 박멸하는데요. 무엇보다 24시간 자율 주행 가동으로 안전하고 쾌적한 환경을 조성할 수 있다는 장점 때문에 지자체 외에도 기업, 학교, 공공시설 등에서 각광받고 있습니다.

 

이처럼 무인 기술은 우리 일상의 안전을 지키는 일부터 사람의 손길이 닿지 않는 곳까지 활약하며 점차 발전하고 있는데요. 땅속이나 우주, 공장 지대를 넘어 우리의 일상 속에서 한화의 무인 기술이 더해져 펼쳐질 내일의 모습을 앞으로도 기대해 주세요!

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