Synopsys, 우주복 분석 및 통신 시스템 개발로 NASA 아르테미스 프로그램 지원

Synopsys는 EMA와 Bentley Systems 산하 Cesium과 협력하여 구성품과 시스템, 그리고 달 환경을 가상으로 구현하여 장비 기능을 테스트하고 있다.

핵심 내용

• 휴스턴에 있는 NASA Johnson 우주 센터는 Synopsys와 Electro Magnetic Applications, Inc.(EMA)을 사용하여 달 환경에서 발생하는 Artemis 우주복의 전하 축적 현상을 연구하고 있다.
• Cesium과 Synopsys는 미국 클리블랜드 소재 NASA Glenn 연구 센터에서 진행 중인 NASA SCaN's(우주 통신 및 내비게이션)의 루나 3세대 파트너십 프로젝트(Lunar 3GPP)와 협력하여 달 착륙에서의 셀룰러 네트워크 구축을 지원하고 있다.
• NASA Glenn 연구 센터의 엔지니어들은 모의 달 임무 환경에서 우주복과 로버에 탑재된 안테나의 성능을 분석하기 위해 Synopsys의 전자기 시뮬레이션 솔루션을 활용하고 있다.

2026년 4월 14일(미국 캘리포니아주 서니베일) – NASA는 달 환경에서의 우주복 적합성을 검증하기 위해 Synopsys, Inc.(NASDAQ: SNPS)와 Electro Magnetic Applications, Inc.(EMA)를 선정했다. 이 연구는 향후 아르테미스 미션을 위한 Synopsys의 지속적인 지원을 진전시키는 것으로, Bentley Systems 산하의 Cesium 및 NASA Glenn 연구센터와 협력해 디지털 트윈 기술을 활용하여 달 표면에서의 셀룰러 시스템 성능을 검증하는 공동 연구도 포함된다.

EMA와 Synopsys의 공동 연구는 월면토와의 상호작용으로 발생하는 마찰 대전(Triboelectrification)과, 우주 플라즈마 환경에서 비롯되는 전기적 대전 및 정전기 방전(Electrostatic Discharge, ESD)으로 인해 우주 유영(Extravehicular Activity, EVA) 시스템, 특히 우주복에 가해질 수 있는 위험을 줄이는 데 초점을 두고 있다. 복잡한 다층 구조의 아르테미스 우주복이 달에서 경험할 수 있는 대전 수준을 분석하는 것은, 정전기 방전이 통신과 생명 유지에 필요한 미션 핵심 전자 장비를 손상시킬 수 있기 때문에, 장기적인 달 표면 운영을 위한 핵심 고려 사항이다.

EMA와 Synopsys는 전자기적 대전·방전을 시뮬레이션하는 소프트웨어인 Ansys Charge Plus™를 활용해 물리 기반 해석 워크플로를 구축·고도화할 예정이다. 이를 통해 다양한 달 플라즈마 환경 조건에서 우주복 소재와 적층 구조, 그리고 구성품의 성능을 평가할 계획이다. Ansys Charge Plus는  플라즈마 상호작용, 표면 충전, 전하 이동, 정전기 방전 등 복합 물리 현상을 통합적으로 모델링할 수 있으며, 이러한 우주 전하 문제를 3차원으로 해석할 수 있는 유일한 상용 소프트웨어이다.  

이러한 시뮬레이션 결과는. EMA의 SERE(Space Environment and Radiation Effects) 연구소에서 수행되는 실험과 병행되어 보다 정밀한 검증 체계를 구축하고 있다. 해당 시설은 지상에서 우주 플라즈마 환경의 주요 특성을 재현할 수 있는 몇 안 되는 연구시설 중 하나다. 이러한 통합 시뮬레이션·시험 워크플로는 대전 발생 요인을 규명하고, 설계 간 트레이드오프를 평가하며, 우주비행사의 안전과 임무 성공에 직결되는 핵심 영역에 검증을 집중할 수 있도록 한다.

Justin McKennon EMA 최고기술책임자(CTO)는 “아르테미스 프로그램의 우주 유영활동 준비를 지원하게 되어 뜻깊게 생각한다.”며,  “시뮬레이션과 실험 기반 데이터를 결합함으로써 최악 조건에서의 전하 발생 상황을 정밀하게 분석하고, 설계 최적화에 기여할 수 있다.”고 밝혔다.

우주복 검증에 더해 Cesium은 3D 공간 데이터와 실제와 유사한 달 지형 데이터를 Synopsys의 디지털 미션 엔지니어링 환경에 통합했다. 해당 환경에서는 Ansys RF Channel Modeler를 활용해 무선 주파수(RF) 신호 전파 성능을 분석하고 있다. 또한 Ansys HFSS™시뮬레이션 소프트웨어도 기술 스택에 포함돼 있으며, 우주복과 로버에 탑재된 고정밀 안테나 모델을 기반으로 달 표면 전반의 End-to-End 연결성에 대한 인사이트를 제공한다.

"달 네트워크를 구축하려면 먼저 디지털 달을 구축해야 합니다."라고 Bentley Systems 최고 플랫폼 책임자인 Patrick Cozzi는 말합니다.  “디지털 트윈은 복잡한 달 지형에서도 통신 성능을 사전에 검증할 수 있는 가상 환경을 제공하고, 이를 통해 네트워크 신뢰성을 확보하고 실제 장비 배치 이전에 핵심 통신 연결성을 보장할 수 있다.”고 설명했다.

NASA Glenn글렌 연구 센터의 Lunar 3GPP 팀은 해당 솔루션을 활용해 실제 운용 시나리오를 반영한 환경에서 RF 커버리지를 시각화하고 검증하고 있다. 이러한 분석 결과는 향후 달 기지 외부에서도 통신이 가능하도록 하는 무선 장비 배치 설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 크레이터와 암석 지형 등 달의 지형적 요소로 인해 발생할 수 있는 통신 음영지역(S‘shadow Zzones’)을 식별함으로써, 우주비행사와 로버가 회피해야 할 구역을 도출하고 임무 계획 수립을 지원할 수 있다. 

짐 브라이든스타인(Jim Bridenstine) Synopsys 시높시스 산하 AGI(Ansys Government Initiative) 어드바이저 및 전임 NASA 국장은 “아르테미스 프로그램은 인류를 달로 다시 보내고, 지속 가능한 탐사 기반을 구축하기 위한 공동의 노력.”이라며,  “우리는 점점 더 도전적이면서도 새로운 가능성이 공존하는 우주로 나아가고 있는 만큼, 보다 빠르고 과감하며 효과적인 혁신이 필요하다.”고 말했다. 이어 “하드웨어 제작 이전에 설계를 가상 환경에서 모델링하고 테스트하며 개선할 수 있는 디지털 엔지니어링 기술은 리스크를 줄이고 혁신을 가속화하는 핵심 요소.”라고 강조했다.

Synopsys 에 대하여

Synopsys, Inc.(Nasdaq: SNPS)는 실리콘에서 시스템에 이르는 엔지니어링 솔루션의 선두 주자로, 고객이 AI 기반 제품을 신속하게 혁신할 수 있도록 지원한다. Synopsys는 반도체 설계, IP, 시뮬레이션 및 분석, 설계 서비스를 제공하며, 다양한 산업 분야의 고객과 긴밀히 협력해 R&D 역량과 생산성을 극대화하고 있다. 자세한 내용은 www.synopsys.com 을 참조.

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