인공위성을 '클린룸'에서 제조하는 이유는?
인공위성을 '클린룸'에서 제조하는 이유는?
  • 김정은 기자
  • 승인 2021.09.19 12:57
  • 댓글 0
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ⓒ 데일리포스트=이미지 출처/'OHB SE'홈페이지

[데일리포스트=김정은 기자] 반도체 제조 및 생명공학 연구 등에는 공기 청정도가 확보된 클린룸이 사용되고 있다.  

이러한 클린품은 인공위성 제조에도 필요하다. 그 이유는 무엇인지, 어느 정도의 청결이 유지되고 있는지 유럽의 대표적 우주 개발 기업 'OHB SE'가 해설했다. 

우리의 몸에서는 시간당 최대 60만 개의 피부 각질이 떨어져 나오며, 건강한 사람이라면 매일 70~100개의 머리카락이 빠진다. 또 일반 가정에선 의류·소파·카펫 등의 마찰로 미세한 섬유 먼지가 만들어지고 창문을 열어 환기하면 꽃가루와 외부 먼지가 들어온다. 이처럼 사람이 활동하는 실내 공간이라면 반드시 먼지가 발생한다. 

인공위성은 일단 우주로 발사되면 정비가 어려워 제조 과정에서 붙은 작은 먼지도 오작동의 원인이 된다. 단 하나의 먼지 입자가 인공위성의 궤도를 방해하는 경우도 있다. 

또 우주에선 일반 윤활유를 사용할 수 없기 때문에 먼지로 인해 작동 중단 등의 심각한 문제가 발생하거나 센서에 먼지가 묻어 역할을 수행하지 못할 수도 있다. 

이러한 문제를 미연에 방지하기 위해 인공위성은 철저하게 관리된 클린룸에서 제조되고 있다. 

클린룸 청정도에는 다양한 레벨이 존재한다. 청정도는 1입방미터(m³·세제곱미터) 당 입자수로 측정되며 아래와 같이 ISO 1에서 ISO 9까지 나뉜다. 청정도가 가장 높은 ISO 1은 0.1마이크로미터(㎛)의 입자가 불과 10개 밖에 존재하지 않는 상태다.

ⓒ 데일리포스트=이미지 출처/'OHB SE'홈페이지

가장 높은 등급인 ISO 1보다 청정도가 높은 공간도 존재한다. 세계에서 가장 청정도가 높다고 알려진 독일 생산기술 자동화 연구소의 클린룸에는 공기 1입방미터 당 0.1마이크로미터의 입자가 평균 1개에 불과하다. 이는 ISO 1 클린룸에 비해 청정도가 10배 높다는 의미다. 이 방에서는 반도체 및 의료기기 등 ISO 1 환경에서 사용되는 장치 및 시스템에 대한 테스트가 이루어진다. 

청정도 유지를 위해 클린룸은 외부와의 접촉은 최소한으로 줄이고, 동일한 환경을 유지하기 위해, 기압·온도·습도 등을 철저하게 컨트롤한다. 환기는 특별한 필터 시스템을 통해 이루어지며, 사람은 에어록(airlock)을 통해 출입한다. 

ⓒ 데일리포스트=이미지 출처/fraunhofer IPA

이러한 클린룸에서 발생하는 오염의 3분의 1 이상이 사람에게서 나온 것이다. 클린룸에서는 옷 자체가 입자 발생원이 되기 때문에 출입하는 사람은 폴리에스테르 등 합성 섬유로 만들어진 의복을 착용해야 한다. 또 합성섬유는 대전 입자를 흡착하기 쉬워 정전기 방지 처리를 거친다. 클린룸 내에 있는 제품의 의도하지 않은 방전 손상 위험을 줄이기 위해서다. 

옷과 마찬가지로 클린룸에서 사용되는 도구도 특별하게 제작되는데, 가령 펜은 오염 위험이 적은 잉크와 밀폐된 슬리브로 구성되어 있다. 벽에는 입자 방출이 적은 특수 페인트를 사용하고 바닥은 접합부를 최소화할 수 있도록 합성수지로 만들고 있다.  


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