즉석에서 착륙장 만드는 달 착륙선 만들어진다

마스튼우주센터는 달 착륙 시 먼지 발생을 막기 위해 임시 착륙장을 만드는 산화 알루미늄 스프레이 기술(FAST)을 연구하고 있다. 마스튼우주센터 제공

이르면 2024년부터 달에 우주인을 보내는 미국항공우주국(NASA)의 아르테미스 프로그램이 준비 중인 가운데, 달 착륙 시 큰 걸림돌이라 여겨진 먼지 발생을 막을 새로운 개념의 착륙선이 공개됐다.

NASA로부터 위탁받아 달 착륙선을 개발하고 있는 미국 항공우주제조기업 마스튼우주센터는 22일 자사 블로그를 통해 착륙선이 달에 착륙할 때 먼지가 발생하지 않도록 즉석에서 착륙장을 만드는 방법을 연구 완료했다고 밝혔다.

달 표면의 먼지와 같은 작은 알갱이는 착륙 시 골치 아픈 존재다. 면도날처럼 매우 날카롭기 때문이다. 과거 아폴로호를 타고 간 우주비행사의 우주복이 흩날리는 알갱이에 찢긴 적도 있다. 더군다나 아르테미스 프로그램에 동원될 착륙선은 엔진 출력이 높아서 단순 착륙할 경우 알갱이가 초속 최대 3000m로 날릴 것으로 예상된다. 이로 인해 착륙선뿐만 아니라 인근에 위치한 시설이나 우주비행사도 손상될 수 있다. 그렇다고 지구와 같은 착륙장을 달에 건설하기에는 1억 2000만 달러(약 1426억 원)라는 큰 비용이 든다.

이에 올해 6월 마스튼우주센터 연구팀은 착륙 직전에 달 표면을 코팅해 먼지 발생을 막는 산화 알루미늄 스프레이 기술(FAST)을 제시했다. 이 기술은 착륙 직전 15초 동안 산화 알루미늄 입자를 로켓엔진이 분출하는 가스에 분사해 빠르게 추락시켜 두툼한 판을 만드는 방식이다. 이 기술은 NASA로부터 혁신적 아이디어로 선정(Innovative Advanced Concepts Award)돼 연구비를 지원받았다.

그리고 세 달 뒤 첫 번째 연구결과가 나왔다. 연구팀은 입자 크기와 분사 방식에 대해 더 구체적인 결과를 얻었다. 로켓엔진 배출가스의 온도와 세기를 고려해, 일차적으로 지름 0.5mm의 산화 알루미늄 입자를 분사하고, 뒤이어 지름 0.024mm의 산화 알루미늄 입자를 분사해야 하면 지름 6m의 착륙장을 만들 수 있는 것으로 나타났다. 산화 알루미늄 입자 분사 시간은 총 10초, 달 표면에서 입자가 냉각되는 데 2.5초 걸린다는 계산 결과도 도출했다.

연구팀은 “추후 달과 유사한 환경 조건에서 이 기술을 직접 테스트해 볼 것”이라고 밝혔다.

로켓엔진 배출구에 산화 알루미늄 입자 186kg을 분사해 낙하시키면 12.5초만에 지름 6m의 임시 착륙장이 만들어진다. 마스튼우주센터 제공

[서동준 기자 bios@donga.com]