예상했던 대로, 미국의 아르테미스 유인 달 착륙이 또 연기됐다. 미국 항공우주국(NASA)이 최근 발표한 계획에 따르면 우주인을 태우고 달 주위를 도는 '아르테미스 2호'의 임무는 빠르면 2026년 4월로, 달에 착륙하는 '아르테미스 3호'의 임무는 빠르면 2027년 중반으로 기존 계획보다 반년 늦춰졌다.

 

미국 내에서는 미국의 유인 달 착륙 계획이 중국에 뒤처질 것이라는 우려가 커지고 있다. 비록 중국이 미국과 냉전적인 달 착륙 경쟁을 할 생각은 없을지라도 말이다. 적지 않은 미국인들은  도널드 트럼프 미국 대통령 당선인이 지명한 아이작먼 NASA 국장에게 기대를 걸고 있다. 그는 우주탐사기술공사(SpaceX)의 유인 우주선 '드래곤'을 싣고 인류 최초의 상업용 우주유영 '북극성 여명' 임무를 수행한 바 있고, 스페이스X의 최고경영자(CEO)인 머스크와도 가까운 사이다 .

 

 

그렇다면 문제는 아이작맨과 머스크가 현재의 미국 달 착륙 계획의 딜레마를 바꿀 수 있을까? 라는 점이다.

 

일단 아르테미스의 현주소를 보도록 하자. 현재 이 계획은 '오리온' 유인 우주선, 우주 발사 시스템(SLS) 중형 발사체 및 달 착륙 우주복의 세 가지 문제에 직면해 있다. NASA가 아르테미스 계획의 후속 유인비행 임무를 다시 연기한 것은, 2022년 말 아르테미스 1호 임무에서 지구로 귀환한 오리온 유인우주선을 전수조사한 결과 단열재가 의외로 추가로 부식된 것을 발견했기 때문이다. 오리온 유인 우주선은 지구로 귀환할 때 이른바 '점프 진입' 모드를 사용하는데, 이 재진입 방식은 단열 커버의 외층에 열을 축적하게 하고, '아르테미스 1호' 임무수행중 우주선 바닥의 단열재 일부 부분에 균열과 마모를 일으킨다.

 

올해 초 NASA의 아미트 크샤트리아 달-화성 프로젝트 부국장은 아르테미스 1호 임무에서 오리온 우주선이 대기권으로 귀환하는 과정에 단열재가 추가로 부식된 것 외에도, 이 우주선의 생명유지시스템에 설계 결함이 있으며 관련 전자장비가 우주선 생명유지시스템의 많은 부분에 영향을 미쳤다고 밝혔다. NASA는 결국 이 전자 장비들을 교체하기로 결정했다. 교체가 완료된 우주선은 관련 규정에 따라 비행 안전성을 확보하기 위한 추가 테스트를 거쳐야 한다. 또한 발사체가 고장 났을 때 우주비행사를 싣고 탈출하는 데 필요한 장치인 오리온 비상 탈출 시스템의 전기 장비에도 결함이 발견됐다.

 

스페이스X의 유인 드래곤은 이미 여러 차례 우주인 수송 임무를 수행한 바 있고, 첫 상업용 우주유영인 북극성 여명 임무에서도 지구에서 1400km 떨어진 곳에 도달했었다. 하지만 달 궤도 부근의 우주복사 강도가 그때보다 훨씬 높아서 유인 드래곤이 이런 심우주 탐사 임무를 감당할 수 있을지는 아직 미지수다. 즉, 오리온 우주선을 현재로서는 아직 신뢰할 수 없지만, 그렇다고 대체할  방안이 없다.

 

우주업계에서 '비둘기 킹'(비둘기를 가장 많이 날리는 것)이라는 조롱을 받고 있는 SLS 중형 발사체의 경우, 발사 지연이 잇따랐으며 현재 가장 큰 문제는 발사 비용이 너무 비싸다는 것이다. NASA 데이터에 따르면, SLS 로켓의 한 번 발사 비용은 평균 40억 달러에 달한다. 미국 언론은 지난 11월 NASA가 SLS 로켓에 대한 전면적인 평가를 진행하고 있어, 이 프로젝트가 "50% 취소될 수도 있다"고 보도했다.

 

 

비싸고 번거로운 SLS 로켓이 취소되면 스페이스X의 초중형 발사체 스타십으로 교체될 가능성이 있다. 완전한 스타십 시스템은 초중형 로켓과 스타십 우주선의 조합으로, 두 부분을 재사용할 수 있어 비용을 최소화할 수 있다. 기술적 지표로 볼 때 스타십은 최대 근지궤도( 近地轨道) 수송능력이 100t에 달해, 오리온을 달 궤도까지 운반하는 임무를 충분히 수행할 수 있다. 현재의 아르테미스 계획에서 스타십 자체가 관건적인 역할을 담당하고 있다. 즉, 우주인을 태우고 달에 착륙하는 달 착륙선은 '스타십' 우주선을 기반으로 개조된 것이며,  그 밖에 지구 상공 수백 km의 근지궤도에서 개조된 '스타십' 우주선을 우주 주유소로  삼아 달 궤도로 향하는 달 착륙선에 연료를 보급하는 역할도 한다.

 

스페이스X는 이르면 내년 3월에야 우주선의 궤도 연료주입 능력을 시험할 예정이며, 달 착륙선 개발도 아직 완료하지 못한 상태이다. 만약 스타십 우주선이 오리온 우주선의 발사를 맡게 되면 "사람을 안전하게 우주로 보내고 지구로 귀환시킬 수 있는" 능력을 입증하는신뢰성 문제가 남아 있는데, 이는 추가로 시간이 걸릴 수 있음을 뜻한다.

 

아르테미스 계획이 직면한 세 번째 딜레마는 달에 착륙한 우주인들이 사용할 우주복의 개발이 예정대로 완료되지 않았다는 점이다. BBC 웹사이트는 우주선 외부의 우주복은 기술적 어려움이 크다면서, 가혹한 우주 환경에서 우주 방사선을 차단하고 다양한 우주 입자의 충격에 저항할 수 있어야 하며, 본질적으로 그 자체가 특별한 '소형 유인 우주선'이라고 보도했다.  2019년 NASA에서 발표한 차세대 우주복인 '선외 탐색 기동 장치'(XEMU)는 가압복과 후면 '휴대용 생명 지원 시스템'으로 구성되어 있는데, 또 달 착륙의 요구에 맞추어 크게 개량을 하였다.

 

진척의 압력으로 인해서, NASA는 우주복 개발을 '공리 우주( 公理太空)' 회사에 아웃소싱해야 했다. 미국 '포브스' 웹사이트는 2023년 12월 미국 정부 책임 사무소의 보고서에 입각해 '공리 우주' 회사가 NASA의 기존 데이터와 경험에 의존하여 새로운 달 착륙 우주복을 개발하고 있지만, "60분 긴급 생명 지원 능력"을 충족시키는 데 여전히 "완성해야 할 많은 작업"이 있으며, 우주복은 '개발 초기 단계'에 있다고 보도했다. 또 다른 대안인 국제우주정거장을 위한 차세대 우주복 개발 프로젝트 역시 하청업체인 미국 콜린스 항공우주국의 중도 하차로 인해서 중단된 상태이다.

 

이에 앞서 아이작먼은 '북극성의 여명'(北极星黎明)  임무에서 스페이스X가 개발한 신형 우주복을 성공적으로 테스트하여 미국의 차세대 달 착륙 우주복 방안이 될 수 있다는 관측을 낳고 있다. 그러나 현재 SpaceX의 우주복에는 생명 유지 시스템이 장착되어 있지 않으며, 이는 우주복이 달 착륙에 사용되기 위해선 향후 일련의 추가 설계 및 테스트가 필요하다는 것을 뜻한다.

 

요컨대, 머스크의 스페이스X는 '아르테미스' 프로젝트에 많은 대체 옵션을 제공할 수는 있지만, 아직 즉시 사용할 수는 없으며 여전히 반복적인 테스트가 필요하다. NASA 관료제도의 전반적 개혁은 아마도 시간이 많이 걸리는 과정이 될 것 같다.

 

2024.12.09

(원문보기) https://world.huanqiu.com/article/4KZt7j7GEFZ

 

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