'달나라를 인류의 거주지로'...'아르테미스-1' 발사 카운트다운 돌입

머니투데이

김인한 기자

미국항공우주국(NASA)이 개발한 초대형 로켓 우주발사시스템(SLS). 밀어올리는 힘만 3990톤(t)에 달한다. 사진은 발사 전 NASA가 공개한 발사 상상도. / 사진제공=미국항공우주국(NASA)

"우리는 달에 가기로 했습니다. 우리는 10년 안에(1960년대 내) 달에 갈 것이고 다른 일도 해낼 것입니다. 왜냐하면 그것들이 쉬워서가 아니라 어렵기 때문입니다. 그 목표는 우리의 에너지와 능력을 최고로 만드는 데 도움이 될 것입니다."

이는 존 F 케네디 미국 대통령이 1962년 9월 미국 라이스대에서 했던 연설이다. 미국은 그로부터 6년여 뒤인 1969년 7월 '아폴로 11호'를 통해 인류 역사상 최초로 달을 밟았다. 인류의 활동 영역을 지구에서 우주로 확장시킨 순간이었다. 당시 아폴로 프로그램에 투입된 예산은 250억달러로, 현재 가치로 환산할 경우 약 1800억달러(240조원)에 달한다. 미국은 1972년 아폴로 17호를 끝으로 막대한 예산이 드는 달 탐사를 중단했다.

그러던 미국이 50년 만에 다시 달로 향한다. 29일(현지시간) 시작하는 '아르테미스 프로그램'을 통해서다. 과거처럼 달에 '발자국'만 찍지 않고, 달을 통해 화성과 심(深)우주 탐사에 나서겠다는 계획이다. 아르테미스 핵심 임무는 2025년까지 여성·유색인종을 달에 착륙시키는 일이다. 현재 미국을 중심으로 한국·영국·일본 등 21개국이 참여하고 있다.

미국항공우주국(NASA)은 이날 오전 8시33분(한국시각 오후 9시33분)쯤 플로리다주 케이프커내버럴 케네디우주센터 39B 발사대에서 우주선 '오리온'과 로켓 '우주발사시스템'(SLS)으로 구성된 '아르테미스-1'을 발사한다. 지난 주말 발사대 인근에 소나기와 번개 등 기상이 좋진 않았지만, NASA는 발사가 가능하다고 판단해 카운트다운에 돌입했다.

인류 최강의 로켓 달로 간다

오리온 우주선이 달에서 무인탐사에 나서는 상상도. / 사진제공=미국항공우주국(NASA)

아르테미스 프로그램은 총 3단계로 진행된다. 아르테미스-1은 인류 최강의 로켓 '우주발사시스템'(SLS)과 우주선 '오리온'(Orion)으로 구성된다.

SLS는 높이 98m이고, 추력(밀어올리는 힘)은 3990톤(t)에 달한다. 이는 인류 역사상 최고 성능의 로켓으로, 과거 아폴로 우주선을 발사했던 새턴-5보다 15% 강한 추력을 낸다. SLS는 RS-25 액체연료 엔진 4개와 고체 부스터 엔진 2개로 구성된다. 부스터는 발사 후 약 2분 동안 로켓 추력의 75%를 담당한다.

오리온 우주선은 탑승 정원이 4명으로 아폴로 우주선보다 내부 공간이 50% 더 넓다. 아르테미스-1은 첫 번째 임무인 만큼 사람 대신 마네킹을 싣는다. 마네킹은 우주 방사능 등을 측정하는 각종 센서가 장착돼 있고 좌석에는 우주선의 가속과 진동 상황 등을 측정할 센서가 달린다.

오리온은 총 42일간 달 궤도 210만㎞ 여정에 나선다. 임무를 마치고 지구로 복귀할 땐 극한환경을 견뎌야 한다. 오리온 우주선은 대기권에 진입때는 시속 4만㎞와 2800℃의 고온을 견뎌야 하고, 이어 미국 샌디에이고 해안에 낙하산 3개를 펼쳐 회수된다.

이렇듯 각종 난관을 넘어야 임무에 성공하고 유인(有人) 탐사 기반을 마련할 수 있다. 이번 무인 임무가 성공하면 2024년 '아르테미스-2'(유인 달 궤도 비행)와 2025년 '아르테미스-3'(유인 달 착륙) 임무가 차례로 진행된다.

오리온 우주선은 낙하산 3개를 펼쳐 미국 샌디에이고 해안으로 떨어져 회수될 예정이다. 사진은 미국항공우주국(NASA)이 만든 상상도. / 사진제공=미국항공우주국(NASA)

달, 경제·산업적 가능성의 땅

모건스탠리는 2040년 세계 우주산업 시장 규모를 약 1000조원으로 추산하고 있다. 특히 달에는 헬륨-3와 희토류 등 우주 자원이 무궁무진하다. 로켓·인공위성 개발은 물론 우주의 극한환경을 극복하는 과정에서 소재·부품 경쟁력은 물론 각종 서비스 개발이 가능하다. 국방안보, 통신 분야 등에서도 우주는 활용폭이 넓다.

한국도 최근 독자적으로 달 탐사선 '다누리'를 발사했고, 아르테미스 참여국으로도 이름을 올렸다. 하지만 아르테미스-I 임무에는 참여하지 않는다. 아르테미스 일환인 '민간 달 탑재체 서비스'(CLPS)에는 한국천문연구원이 참여한다. 루셈(LUSEM·달우주환경모니터) 등 4개 과학 관측장비를 개발하고 있다.

심채경 천문연구원 우주과학본부 박사는 "아르테미스 프로그램은 단지 사람을 달로 다시 보내는 차원을 넘어 그 사람들이 우주에서 잘 활동할 수 있도록 하는 전방위적인 무인·유인 달 탐사 계획"이라며 "달을 탐사하고 그다음에 화성에 가고, 그 밖의 태양계 외곽 천체까지 탐사하기 위한 것"이라고 설명했다.