“달을 향해 돌아갑니다.(백 투 더 문)”

16일 오후 3시 48분(한국시간) 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지. 미 항공우주국(NASA) 연구원은 아르테미스 1호 프로젝트 로켓 ‘SLS’가 시뻘건 화염을 내뿜으며 이륙하자 이같이 외쳤다. 한국 미국 등 21개국이 13년간 117조원을 투입한 글로벌 초대형 유인 달 탐사 프로젝트 아르테미스의 대장정이 시작했다. 1972년 아폴로17호 이후 50여 년 만에 다시 시작한 달 탐사다.
사진=로이터
사진=로이터

○‘4전 5기’ 끝에 SLS 이륙 성공

아르테미스는 2025년 11월까지 사람을 달에 보내고 지속 가능한 달 기지를 건설하는 사업이다. 이날 아르테미스 1호 발사는 로켓 SLS와 유인 우주선 ‘오리온’의 성능을 테스트하기 위해 이뤄졌다.

SLS는 2개의 고체 부스터와 1·2단 로켓으로 구성됐다. 추력은 4200t에 달한다. 발사 후 2분이 지나고 고체 부스터들이 떨어졌다. 8분 뒤 지구 궤도에 오르고 1단 로켓이 분리됐다. 이후 2단 로켓은 지구 상공을 공전하며 기기를 점검했다. 점검이 끝난 뒤 자동항법장치를 이용해 달로 향했다. 예정대로라면 오는 21일 달에 약 100㎞까지 접근한다. 이후 달의 남극과 북극을 중심으로 공전하는 궤도를 6일간 돌고 다시 지구로 돌아온다. 다음달 11일 미국 샌디에이고 앞 태평양으로 귀환한다. 총 임무 기간은 26일이다.

아르테미스 발사는 ‘4전 5기’ 끝에 이뤄졌다. NASA는 지난 8월 29일과 9월 3일 초읽기를 진행했다. 그러나 로켓 엔진 온도센서 결함과 수소연료 누출 등으로 각각 중단됐다. 이후에도 발사 일정을 확정했으나 발사장 근처에 발생한 허리케인으로 일정을 조정했다. 이날 발사도 순탄치 않았다. 액화수소를 연료탱크에 채우는 과정에서 수소 누출이 확인 됐기 때문이다. NASA는 발사대 연결 부위를 조이는 등 긴급 조치를 진행했다. 이에 오후 3시 4분 발사하려던 것에서 약 44분 지연됐다.

○한국, 아르테미스 주요 협력국

오리온 우주선은 우주비행사 4명을 태울 수 있다. 이번에 발사된 우주선에는 사람 크기 마네킹 3개(일명 ‘무네킹’)가 실렸다. 무네킹은 달을 뜻하는 ‘문’과 ‘마네킹’의 합성어다. 각 마네킹엔 5600개의 센서와 34개의 방사능 감지기, 방사선 차단조끼 등이 부착됐다. 각 센서와 감지기는 우주선의 가속도와 진동, 방사능 노출량 등을 기록한다.

초도 비행이 성공하면 2024년 5월엔 아르테미스 2호 로켓에 실제 우주비행사 4명이 탑승해 달 궤도를 돌고 돌아온다. 2024년 11월에는 달 궤도 우주기지 ‘루나 게이트웨이’를 건설할 예정이다.

2025년 11월에는 아르테미스 3호 로켓 발사로 달 착륙을 시도한다. 총 4명의 우주비행사가 지구를 떠나 이 중 2명이 달에 착륙한다. 이들은 총 1주일(6.5일) 동안 달 표면에서 임무를 수행한 뒤 발사 30일째에 지구로 귀환할 예정이다.

한국은 아르테미스 프로그램의 주요한 협력 국가다. 한국천문연구원은 최근 발사한 무인 달 탐사선 ‘다누리’로 유인 우주선 착륙 후보지를 탐색할 예정이다. 오는 12월부터 달 남극 지방의 태양 빛이 닿지 않는 ‘영구음영’ 지역 13곳을 중심으로 사진을 찍어 보낼 예정이다.

영구음영 지역은 인간의 생존에 필수적인 물이 얼음 형태로 저장돼 있을 것으로 추정된다. 향후 달에 머무는 우주비행사는 물이 있을 것으로 기대되는 달 남극 부근에 착륙할 계획이다. 물로 로켓 연료나 에너지원이 되는 수소와 산소를 만들 수 있는 까닭에 화성, 소행성 등보다 먼 천체로 향하는 비용도 크게 낮출 수 있다.

한국은 아르테미스 하위 프로젝트인 ‘상업용 달 화물운송 서비스(CLPS)’에도 참여하고 있다. CLPS는 달에 각종 연구 장비와 상업 물자를 보내며 지구를 오갈 무인 자율주행 우주선을 개발하는 사업이다. 한국천문연구원이 달 표면 우주방사선 측정기, 자기장 측정기, 달 표토 3차원 영상카메라 등 4종의 과학 탑재체를 개발하고 있다

김진원 기자