나사, 유인 달탐사 위해 위성 발사..궤도 정거장 연구 예정

독특한 궤도 시험용 큐브샛 발사
민간기업이 모든 프로젝트 맡아

게이트웨이 상상도.

[서울경제]

미국의 달 우주정거장(Gateway)이 건설될 독특한 궤도를 시험할 전자레인지 크기의 큐브샛이 발사돼 달을 향한 여정에 올랐다. 게이트웨이는 미국 항공우주국(NASA·나사)이 유럽·캐나다·일본 등과 함께 2025년부터 순차적으로 달 궤도에 건설할 소형 우주정거장으로 달을 오가는 우주비행사와 우주선은 물론 화성 유인탐사 등에도 전진기지로 활용된다.

‘캡스톤(CAPSTONE)’으로 명명된 이 소형 위성은 28일 오후 9시 55분(현지 시각) 뉴질랜드 마히아반도 제1발사장에서 로켓랩의 일렉트론 로켓에 실려 발사돼 지구 저궤도를 돌고 있다. 캡스톤은 일렉트론 로켓의 3단 추진체인 ‘루나 포톤’을 6일간 정기적으로 가동해 지구 저궤도를 탈출해 달로 향하는 궤도에 오른 뒤 포톤 엔진을 떼어내고 자체 추진력으로 달로 가게 된다. ‘지구-달 자율 위치 시스템 기술 운영 및 항법 실험’의 영문 머리글자를 조합한 캡스톤은 약 4개월 뒤 게이트웨이가 이용할 궤도에 도착해 적어도 6개월 이상 궤도 역학을 시험하는 비행 임무를 수행한다.

게이트웨이가 탈 궤도는 지구-달의 공전궤도면과 수직으로 길쭉한 타원형을 그리고 있다. ‘직선에 가까운 헤일로 궤도(NRHO)’라는 명칭이 붙었다. 캡스톤은 달의 북극은 약 1600㎞, 남극은 6만 9600㎞ 거리를 둔 계란형 궤도를 6일 반 만에 한 번씩 돌게 된다. 이 궤도를 활용하면 지구와 달의 중력을 적절히 이용해 안정적인 비행을 유지하며 우주정거장의 연료 소모를 최소화할 수 있다.

캡스톤은 처음으로 이뤄지는 NRHO 비행을 통해 궤도 역학 관련 자료를 제공하고 달 궤도를 돌고 있는 ‘달궤도정찰선(LRO)’과 짝을 이뤄 서로 거리를 측정해 위치를 확인하는 ‘달-지구 자율 위치 시스템’ 기술도 선보이게 된다.

캡스톤은 미국 어드밴스드스페이스사가 설계·운영을 맡고 미국·뉴질랜드 합작기업(로켓랩)이 맡아 약 3000만 달러의 적은 비용만 들어갔다. 엘우드 아가시드 나사 에임스연구센터의 캡스톤 프로젝트 매니저는 “(달탐사 프로젝트인) 아르테미스와 게이트웨이, 미래 달 탐사의 민간 참여 등의 토대를 쌓고 있다”고 했다.

한편 20일 아르테미스 프로그램의 달 첫 비행인 아르테미스1 미션에 투입될 우주발사시스템(SLS)과 유인 캡슐 ‘오리온’은 8월 말 첫 발사될 예정이다. 나사는 이번에 우주비행사 없이 달까지 다녀오는 무인비행에 성공하면 내년 중에 유인 비행을 거쳐 2025년에 여성과 유색인종 우주비행사를 태우고 50여년 만에 달에 착륙시킨다는 계획이다.

고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com