달 넘어 화성 향한 인류의 도전, 아르테미스 프로그램

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우주의 시선으로 볼 때 우리가 숨 쉬는 지구, 우리가 살아가는 사회는 어떤 모습일까. 인공위성 만드는 물리학자 황정아 박사가 전하는 '미지의 세계' 우주에 대한 칼럼이다.

잇따라 지연된 아르테미스 미션
달 탐사 어려움 보여주는 사례
한국 착륙선도 세밀한 준비 필요

2022년 6월 미국 NASA 케네디 우주센터의 아르테미스Ⅰ대형 로켓 우주발사시스템(SLS)과 오리온 우주선 뒤로 보름달이 뜬 모습. ⓒ NASA

미국 항공우주국(NASA)에서 추진 중인 유인 달 탐사 프로그램인 아르테미스 프로그램이 지연되고 있다. 아르테미스 프로그램은 반세기 만에 다시 사람을 달에 보내는 프로그램이다. 1972년 인류의 마지막 달 유인 탐사 미션인 아폴로 17호 이후 50여 년 만이다. 아르테미스 프로그램이 성공하면 다음은 화성 유인 탐사가 될 것이다.

아르테미스 1호는 인류 역사상 가장 큰 로켓인 '스페이스 론치 시스템(SLS)' 로켓에 실려 2022년 1월에 발사됐다. 아르테미스 2호는 2024년 11월, 4명의 승무원을 우주선 '오리온'에 태워서 달 궤도로 보내는 미션이다. 아르테미스 3호는 처음으로 여성 우주비행사를 태우고 2025년 달의 남극에 착륙할 예정이었다. 지금까지 달의 월면을 밟은 우주비행사는 모두 백인 남성이었다. 그것이 바로 이번 프로그램을 달의 여신의 이름인 '아르테미스'로 붙인 이유다. 그러나 올해 11월로 예정됐던 아르테미스 2호는 2025년 9월로, 아르테미스 3호는 2026년 9월로 일정이 미뤄졌다. 달에 사람을 보내기 위해서는 여전히 많은 문제들을 해결해야만 한다. 사람을 우주로 보내기 위해서는 안전이 가장 중요하다. 오리온 우주선 내부에서 우주비행사들의 생명을 유지하도록 돕는 시스템의 전자장비 문제, 오리온 우주선의 열 차단막 마모 등의 문제가 발견됐다. 오리온 우주선의 생명 유지 시스템 밸브의 기술적 문제가 탐사 지연의 주요 원인이다.

그래픽=강준구기자

지난해 12월 미국회계감사원은 아르테미스 3호의 미션 수행 가능성이 매우 낮다고 밝혔다. 스페이스X가 만드는 스타십 유인착륙시스템(HLS)과 액시옴스페이스가 맡은 우주복 개발이 늦어지는 것이 원인이다. 달에 착륙하는 일은 유인이 아닌 무인일 때도 매우 어려운 일이다. 최근 미국 우주기업 아스트로보틱스가 발사한 첫 민간 달착륙선 '페레그린'이 기술적 문제로 달 착륙에 실패할 전망이다. 페레그린은 추진체 문제로 연료에 심각한 손실이 발생해서 달 착륙 임무가 어려워질 것으로 보인다. 추진체의 연료 누출과 태양 방향으로 위성체의 자세 제어를 못 하고 있는 것이 주요 문제다. 달 궤도 진입에는 성공했지만 태양광 패널이 태양을 제대로 지향하지 못하고 있다. 이보다 앞서 지난해 4월 일본 민간 우주기업 아이스페이스가 개발한 달 착륙선 '하쿠토-R'도 착륙 도중 통신이 두절되면서 달 표면에 도달하지 못했다. 이와 유사하게 2019년에 발사한 이스라엘의 민간기업 스페이스IL이 개발한 '베레시트'도 달 착륙에 실패했다.

이렇게 우주 선진국들이 개발한 달 착륙선들이 연달아 실패하고 있는 와중에, 우리나라도 2032년까지 달 착륙선을 보낼 준비를 하고 있다. 누리호, 다누리의 연이은 성공으로 대한민국의 우주개발 역량이 한층 발전했다고 할 수 있지만, 달에 착륙하는 일은 여전히 매우 힘든 도전일 것이다. 최근 달 탐사 2단계 사업인 달 착륙선 개발 사업의 예비 타당성조사 평가 보고서에서도 전문가들의 여러 우려가 담겨 있다. 달 착륙의 핵심 기술인 추진체 기술은 당초 해외 도입을 고려했다가 국내 개발로 변경했다. 또한 탑재체의 중량이 충분하지 않아 과학 탑재체들의 성능 목표치를 낮게 잡은 것도 우려 사항이었다. 2032년까지는 아직 시간이 있으니, 세심한 계획과 준비가 필요하다.

달을 향한 여정은 인류의 지식과 탐사에 대한 끊임없는 추구의 상징이다. 미지의 세계로의 도전은 인류의 지속 가능성을 위한 것이다. 아르테미스 미션은 과거의 영광을 재현하는 것이 아니라 새로운 우주 탐사 시대로의 진입을 의미한다. 달이 목표가 아니라 달을 딛고 화성에 닿고자 하는 것이다. 인류가 직면한 많은 난제는 앞으로 나아가려는 의지가 있을 때 해결책이 보일 것이다.

황정아 인공위성을 만드는 물리학자