항공우주 분야에서 로켓 과학은 임무 목표 설정과 운용 환경 분석, 궤도 경로 계획은 물론 로켓 구조 설계, 추진 방식 개발, 규제 준수 확보까지 폭넓은 과정을 아우른다. 이러한 복잡한 절차는 설계가 충분히 견고하고 규정을 충족하며 성공적인 결과를 낼 수 있는지를 검증하는 ‘미션 엔지니어링(Mission Engineering)’ 단계에 해당한다.
최근 항공우주·방위(Aerospace and Defense, A&D) 산업에서는 자율 기술 활용이 확대되면서 설계 초기 단계부터 기능성과 규제 준수 여부를 신속하고 정확하게 검토해야 한다는 요구가 높아지고 있다. 이에 따라 업계 전반에서 정밀하고 효과적인 미션 엔지니어링 프로세스와 전용 툴에 대한 수요가 점차 증가하고 있다.
성공적인 미션 엔지니어링을 위해서는 전 과정을 종합적으로 분석하고, 자율 시스템의 아키텍처와 설계, 운용 환경과 시나리오, 임무 목표, 그리고 성공에 영향을 미칠 수 있는 도전 과제와 기회까지 면밀히 검토해야 한다.
▲설계 참조 임무(Design Reference Mission, DRM) ▲운용 개념(Concept of Operations, ConOps) ▲운용 설계 도메인(Operational Design Domain, ODD) 등의 요소들은 운용 환경에 대한 깊은 이해를 제공하고 다양한 미션 환경에 대한 적응력을 높이며, 자율 시스템 개발과 통합을 위한 종합적인 청사진을 마련한다. 이를 통해 설계 초기 단계에서 위험을 식별해 불필요한 비용과 시간을 줄이고, 신뢰성과 성능이 강화된 자율 시스템을 구축할 수 있다.
그러나 이것만으로는 충분하지 않다. 시스템 및 안전 요구사항을 충족하는 것 역시 미션 엔지니어링의 핵심 과제이다. 문제는 A&D 분야 자율 시스템과 관련된 안전 규정과 가이드라인이 아직 명확히 정의되지 않았다는 점이다. 엔지니어들은 안전성과 문서화를 고려한 설계 및 개발의 필요성을 인지하고 있지만, 공식적인 인증이나 표준이 부족해 이를 어떻게 달성할 수 있을지는 불투명하다. 향후 표준과 인증이 마련된다 하더라도 예측하기 어려운 복잡한 환경에서 안정적 작동을 입증해야 하므로 과정은 쉽지 않을 전망이다.
자율 기술 확산과 함께 전용 미션 엔지니어링 툴의 필요성은 계속 증가하고 있다. 이에 따라 엔지니어들은 디지털 미션 엔지니어링(Digital Mission Engineering, DME)에 의존해 A&D 산업을 혁신할 자율 시스템을 설계하고 있다. DME는 항공우주·방위 산업에서 시작됐으나 자동차 산업을 비롯해 다양한 분야로 확산되고 있으며, 특히 자율주행차 개발에도 폭넓게 적용되고 있다.
DME는 디지털 모델링, 시뮬레이션, 분석 기법을 활용해 실제 운용 환경 속에서 시스템을 재현하고, 시스템 엔지니어링 설계 전 과정에서 임무 성과와 효과성을 평가하는 방식이다. 이를 통해 엔지니어와 연구자는 디지털 미션 모델과 시스템 모델을 통합하여 임무 효과성을 측정하고 결과를 정의할 수 있는 분석 환경을 제공한다.
앤시스는 “DME를 활용하면 시제품 제작 및 테스트 전 단계에서 자율 시스템의 성능과 실행 가능성을 더 정확히 이해할 수 있어 개발 비용을 줄이고 시장 출시까지의 시간을 단축하는 효과가 있다”고 설명했다.
앤시스코리아는 오는 10월 17일부터 경기도 성남시 서울공항에서 열리는 서울 국제 항공우주 및 방위산업 전시회(ADEX 2025)에 참가해 미션 엔지니어링을 비롯한 최신 시뮬레이션 기술을 선보일 예정이다. 전시에서는 항공우주 및 방위 산업 고객이 자율 시스템을 보다 빠르고 안전하게 개발할 수 있도록 지원하는 다양한 사례와 솔루션이 공개된다.
헬로티 이창현 기자 |
