2022년 우주에서 뉴스 쏟아진다
2022년 우주시대를 향한 굵직한 도전이 예고되고 있다. 한국의 달 궤도선 발사를 비롯해, 미국항공우주국(NASA)의 아르테미스 계획 첫 로켓 발사, 중국의 우주정거장 완공, 유럽의 화성 탐사 등이 이뤄진다. 민간 우주기업 스페이스X가 화성 탐사 우주선으로 개발 중인 '스타십'도 이르면 3월 중에 첫 궤도 시험비행에 나서고 제프 베이조스가 이끄는 블루 오리진은 올해 안에 첫 궤도 로켓 '뉴 글렌'을 선보이는 등 새로운 발사체들이 속속 등장할 것으로 전망된다.
○美 아르테미스 첫 발사로 달 탐사 본격 시작.....누리호 2차 발사 하반기
NASA는 달과 화성 유인 탐사를 염두에 두고 개발해온 차세대 대형 로켓인 스페이스론치시스템(SLS) 발사체를 3월 중순이나 4월에 처음 발사하며 달 무인 탐사에 나선다. 유인 달 탐사를 목표로하는 아르테미스 계획의 일환이다. 아르테미스 계획에는 미국을 중심으로 한국, 일본, 영국, 호주, 캐나다, 룩셈부르크, 아랍에미리트, 우크라이나, 뉴질랜드 등이 참여하고 있다. 과거 달 탐사가 지구 외 천체를 탐사하는 것에 목적이 있었다면, 아르테미스 계획은 달 거주와 차후 화성 탐사의 전초기지 확보를 목표로 한다.
'아르테미스 1’ 임무에 투입된 SLS 블록1 로켓은 길이 111.25ｍ, 지름 8.4ｍ에 이르는 2단 로켓으로 약 95t의 화물을 지구 저궤도에 올려놓을 수 있다. 한 번 발사에 약 20억 달러(2조3800억 원)에 이른다. 미래의 화성 탐사에 투입될 블록2 로켓은 약 130t의 화물 적재력을 갖고있다. 이번 비행에서는 SLS 발사체를 통해 무인 궤도선 ‘오리온’을 달 궤도에 진입시킨 뒤 지구로 귀환시키는 것을 목표로 하고 있다. 총 임무 기간은 26일로 예정됐다. 이를 통해 차후 유인 달 탐사를 대비한다는 계획이다. 유인 달 궤도 비행은 2024년, 유인 달 착륙은 2025년으로 계획돼 있다. 마지막 유인 달 착륙은 1972년 아폴로 17호를 통해 이뤄졌다.
스페이스X가 개발 중인 차세대 대형 화물 수송선 '스타십'도 3월 첫 궤도 시험 비행에 나선다. 스타십은 랩터 엔진 29개로 구성된 '슈퍼헤비' 로켓에 실려 우주로 나간 뒤 잠시 궤도비행을 하다 대기권으로 재진입해 하와이 인근 태평양에 착수할 예정이다. 슈퍼헤비 로켓과 스타십은 모두 재활용이 가능하도록 개발됐다. 100t이 넘는 화물을 지구저궤도에 실어나르도록 설계된 스타십 성공 여부는 지구저궤도(LEO)를 포함한 우주 상업화 성공을 가를 중요한 전기를 제시할 것으로 기대를 모으고 있다.
일론 머스크의 가장 강한 경쟁자인 제프 베이조스 아마존 창업자가 이끄는 블루오리진은 올해 안에 첫 궤도 로켓 '뉴 글렌'을 선보일 예정이다. 길이 98m, 지름 7m의 2단형 로켓인 뉴 글렌은 45t가량의 화물을 지구저궤도에 실어나르도록 개발됐다. 전통 항공우주기업인 보잉과 록히드마틴의 로켓 제조 합작회사인 '유나이티드 론치 얼라이언스'(ULA)는 아틀라스 5호와 델타 4호 로켓을 대체할 2단형 '벌컨 센토'를 발사할 예정이다. 보잉은 이와 별도로 5월 중에 유인 캡슐 'CST-100 스타라이너' 무인 시험 비행을 시작으로 경쟁사인 스페이스X 따라잡기에 나선다. 스타라이너가 이 무인 시험비행에 이어 유인 비행까지 성공하면 국제우주정거장(ISS)을 오가는 민간운송은 복수 경쟁체제가 된다.
지난해 10월 21일 1차 시험 발사때 3단 엔진이 조기 연소 종료되면서 임무에 실패한 한국형발사체(KSLV-2) 누리호가 올해 하반기 2차 발사를 진행한다. 애초 누리호의 2차 발사는 5월쯤 추진할 예정이었지만 지난달말 엔진이 조기 종료한 이유가 설계상 오류로 밝혀지면서 재설계와 조립이 필요해졌다. 이에 따라 한국항공우주연구원은 하반기 중 2차 시험발사를 진행한다는 계획이다. 정확한 시기는 설계 변경 범위에 따라 달라질 예정이다.
○한국형 달 궤도선 올 8월부터 1년 임무 시작
올해는 본격적인 달 탐사가 재개되는 해다. 미국이 주도하는 유인 달 탐사계획인 아르테미스 계획 외에도 다른 국가들의 달 탐사 계획이 여럿 잡혀있다. 한국도 올해 8월 한국형 달 궤도선(KLPO)를 발사할 예정이다.
미국항공우주국(NASA)는 민간 기업들과 손잡고 달 탐사에 나선다. NASA의 지원을 받은 ‘아스트로보틱’은 탑재체 11종을 실은 착륙선을 달 북동부의 현무암 평원으로 보내며, ‘인튜이티브 머신’은 탑재체 6종을 실은 착륙선을 달 서부 ‘폭풍의 대양’ 지역에 보낼 예정이다. 12월쯤 이를 통해 달 표면 조사와 지하수 매장량 등 달 내부 조사를 수행하는 '극지자원얼음채굴실험(PRIME)-1' 미션을 진행한다.
달에서 미국의 영원한 맞수 러시아도 달 남극을 향해 탐사선 '루나(Luna)25'를 발사한다. 당초 지난해 10월로 예정돼 있었으나 착륙시스템을 점검하는 과정에서 문제가 확인돼 올 7월 이후로 연기됐다. 루나 25호가 계획대로 발사돼 달 착륙에 성공하면 러시아는 1976년 루나24 이후 46년만에 달에 복귀하며, 최초로 달 남극을 탐사하게 된다.
한국이 8월 발사할 KLPO에는 고해상도 카메라, 광시야편광카메라, 자기장측정기, 감마선분광기, 우주인터넷 검증기, 섀도 캠 등 6종 탑재체가 실린다. 달 상공 100km 궤도에서 1년 동안 한국 달 착륙선 후보지 탐색, 달 생성 원인 연구 등을 수행할 예정이다. 과학기술정보통신부는 지난해 4월 6종 탑재체 개발을 모두 완료했다고 밝혔다. KLPO는 올해 8월 스페이스X의 팰컨9에 실려 발사된다.
인도도 지난 2019년 여름 실패로 끝난 달 착륙을 재시도한다.
○화성 탐사·中 우주정거장 완공·소행성 폭파 등 다양한 이벤트
지난해 성탄절에 발사된 차세대 제임스 웹 우주망원경(JWST)가 테니스 코트 크기의 태양 빛 차광막을 펼치고 팽팽하게 고정하는 단계에 들어가고 있다. 제임스 웹 망원경은 약 한 달간 로켓 탑재를 위해 접었던 부품을 차례로 펼치며 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 목표점인 라그랑주점 L2 지점으로 향하고 있다. 향후 5개월의 준비와 점검을 거쳐 올해말까지는 첫 관측 사진을 인류에게 보낸다는 목표다.
지난해 미국과 중국, 아랍에미리트(UAE)에 이어 붉은 행성 화성에 대한 탐사가 올해도 이어진다. 유럽우주국(ESA)와 러시아연방우주국(로스코스모스)이 공동 추진하는 엑소마스 계획에 관심이 모아지고 있다. 엑소마스 계획은 2001년 처음 시작된 유럽의 숙원 사업이다. 공동개발을 하던 NASA가 참여를 종료한 뒤 러시아가 합류하는 등 여러 부침을 거쳐 2016년에 첫 발사를 진행했지만, 착륙선이 추락하며 실패의 쓴 맛을 봤다.
2차 발사가 애초 2020년 계획됐으나 발사 기간까지 착륙선의 낙하산 시스템 문제가 해결되지 않으면서 2년이 연기가 됐다. 엑소마스 외에도 유럽은 2개, 러시아는 19개의 화성 탐사 임무가 모두 실패한 경험이 있다. 2차 발사는 올해 9월에 이뤄지며, 착륙선은 2023년 6월 화성에 착륙할 예정이다.
지구 궤도에는 중국이 짓는 새로운 우주정거장 ‘톈허’가 완공된다. 미국과 러시아를 비롯해 세계 17개국이 운영에 참여하는 국제우주정거장(ISS)이 2024년 퇴역을 앞둔 가운데 3분의 1크기인 중국의 우주정거장 건설은 1992년 최초 계획돼 2010년대 모듈 시험 발사가 진행됐다. ‘톈허’의 핵심 모듈이 지난해 4월 성공적으로 발사됐으며, 올해 중순과 말에 다른 모듈들이 차례로 발사돼 도킹될 예정이다.
다만 지난해 핵심 모듈 발사에 사용한 창정5호B 로켓의 잔해가 추락할 지점이 정확히 밝혀지지 않아 전 세계가 우려한 경험이 있다. 로켓 잔해가 인도양에 떨어지며 별 탈 없이 소동은 일단락됐지만, 중국이 올해 발사에서 로켓 관리 방식에 변화를 줄지에도 이목이 쏠리고 있다.
NASA가 지난해 11월 발사한 우주선 ‘쌍(雙) 소행성 궤도수정 실험(DART·다트)’ 탐사선이 올해 9월 지구에서 약 1100만㎞ 떨어진 곳에서 축구장 크기의 소행성 디모르포스와 충돌한다. 550kg의 다트는 초속 6.6km 속도로 디모르포스에 충돌해 지구에서 멀어지도록 궤도를 변경할 수 있는지 시험해볼 예정이다.
최초로 금속 천체를 탐사하는 임무도 진행한다. NASA는 올해 8월 화성과 목성 사이 소행성대에 위치한 소행성 '16 프시케'(Psyche)를 탐사할 우주선을 발사한다. .이 탐사선은 2026년에 지구에서 약 2억4000만㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 도착해 프시케 소행성의 궤도를 돌며 탐사를 진행한다. 대부분 소행성이 탄소나 규소로 이뤄진 반면, 이 소행성은 철, 니켈, 금, 백금 등 금속으로 이뤄져 있다. 이는 다른 천체와 수차례 충돌을 통해 표면이 벗겨진 것으로, 행성의 핵을 조사할 전례 없는 기회로 여겨지고 있다.
[서동준 기자 bios@donga.com]
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