인류 반세기만에 달로, 아르테미스 임무…첫 비행 '초읽기'

美 NASA 오는 29일 '아르테미스-I' 발사 확정
로켓 높이만 98.1m, 밀어 올리는 힘만 3991톤
우주선 진동 측정, 마네킹 통해 인체영향 분석

미국항공우주국(NASA)이 우주선을 통해 달 착륙에 나설 모습을 시각화한 영상. / 영상=미국항공우주국(NASA)

미국항공우주국(NASA)이 '아르테미스-I 임무' 날짜를 오는 29일로 최종 확정했다. 아르테미스-I 임무는 2025년 우주비행사를 반세기 만에 달에 착륙시키는 아르테미스 계획의 일환이다. 첫 번째 임무인 만큼 우주선 내부에는 사람 대신 각종 센서를 부착한 마네킹을 탑승시켜 장기 우주비행이 인체에 미치는 영향 등을 측정할 예정이다.

NASA는 22일(현지시각) 미국 플로리다주 케네디우주센터에서 위원회를 열고 '비행준비검토'(FRR)를 진행했다. 아르테미스-I은 오는 29일 오전 8시33분(한국시간 오후 9시33분) 센터 내 39B 발사대에서 발사하기로 결정했다. 현재 초대형 '우주발사시스템'(SLS)과 '오리온 우주선'을 합쳐 아르테미스-I로 지칭하고 있다.

'초대형 로켓' 높이 100m, 밀어올리는 힘만 4000톤 육박

로켓 높이만 98.1m에 달하는 미국항공우주국(NASA)의 '우주발사시스템'(SLS). / 사진=미국항공우주국(NASA)

현재까지 유인(有人) 달 착륙에 성공한 국가는 미국 뿐이다. 미국의 우주비행사 닐 암스트롱은 1969년 7월 아폴로 11호를 통해 인류 역사상 최초로 달을 밟았다. 미국과 소련의 체제경쟁이 우주 경쟁으로 달아올랐기 때문이다. 당시에는 단순히 달에 누가 먼저 깃발을 꽂느냐가 초점이었다. 경제성보단 체제 우위를 과시하기 위한 수단이었던 것이다. 결국 미국은 1972년 아폴로 17호를 끝으로 달 탐사를 중단했다.

그러나 미국은 이제 단순히 달을 가는 의미를 넘어 달에 기지를 건설해 상주하고, 이를 통해 화성과 심(深)우주 탐사에 나선다는 계획이다. 이 계획이 바로 아르테미스 프로그램이다. 현재까지 한국을 포함해 영국과 일본 등 21개국이 참여하는 프로젝트로 진화했다. 2025년까지 다수의 사전 임무가 진행되는데 가장 첫 번째 프로젝트인 아르테미스-I 임무가 시작되는 것이다.

인류를 다시 달로 보내는 원대한 목표처럼 로켓과 우주선의 역량은 이전에 없던 수준이다. SLS는 총길이 98.1m로 건물 32층 높이다. 아폴로 우주선을 달로 보낸 새턴-5(111m)보다 길이는 짧지만 최대 추력(밀어올리는 힘)은 880만 파운드(3991톤)에 달한다. 이는 새턴-5보다 15% 강한 추력이다.

앞서 SLS는 지난 6월 발사 전 최종 점검인 WDR(Wet Dress Rehearsal)을 완료했다. WDR은 극저온 환경에서 로켓 구성품과 시스템이 정상 작동하는지 확인하기 위해 극저온 추진제(산화제·연료)를 충전·배출하는 작업이다. 이 리허설은 로켓을 발사대에 이송·기립시켜 로켓과 발사대를 연결해 진행돼 발사 조건과 동일하다. 다만 지난 4월 시험 때는 연료주입 단계에서 3차례나 문제가 발생해 WDR을 중단하고 수리를 받을 만큼 NASA도 쉽지 않은 프로젝트를 수행 중이다.


SLS의 존재 이유는 우주선을 원하는 지점에 도달시키는 일이다. SLS에는 오리온 우주선이 탑재돼 있고, 우주선 내부에는 우주복을 입은 마네킹이 실릴 예정이다. 우주복에는 우주 방사능을 측정하는 각종 센서가 장착되며 좌석에는 우주선의 가속과 진동 상황을 측정할 센서가 부착된다.

'우주발사시스템'(SLS) 크기 비교와 로켓에 포함된 우주선 등 정보. / 사진=미국항공우주국(NASA)

달 탐사 나서는 이유는 '가능성의 땅'

NASA는 이번 1단계 임무(무인)를 통해 각종 데이터를 확인하고, 2단계 임무(달 궤도 비행)를 거쳐 3단계 때 유인 달 착륙에 나설 예정이다. 달에는 헬륨3와 희토류 등이 가득하고 경제·산업적 가치가 크다. 모건스탠리는 2040년쯤 세계 우주산업 시장 규모를 약 1000조원으로 내다보고 있다.

문홍규 한국천문연구원 우주탐사그룹장은 "아르테미스 계획은 달에 갔다가 그 다음에 화성에 가고, 그 밖의 태양계 외곽 천체까지 탐사하는 초장기 계획"이라며 "인류의 활동 영역을 달에서 화성 그 밖의 우주까지 확장하겠다는 것"이라고 설명했다.

다만 국내 연구계에선 국산 로켓 누리호(KSLV-II)와 달 탐사선 다누리(KPLO) 발사가 각각 성공했지만, 이처럼 로켓과 인공위성 분야가 각개전투하면 경쟁력을 키울 수 없다고 지적한다. 실제로 NASA 주도의 아르테미스 계획은 로켓과 탐사선, 궤도선, 유인 탐사 등이 총망라된 초장기 우주계획이다. 장기적 비전을 통해 우주 계획을 만들고 이를 차근차근 실현해나가야 한다는 것이다.

미국항공우주국(NASA)이 상상한 2025년 유인 달착륙 모습. / 영상=미국항공우주국(NASA)