달나라 관문의 첫 ‘배송맨’은 스페이스X

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아르테미스. 그리스 신화에서 달을 상징하는 여신. 태양을 상징하는 아폴로 신의 쌍둥이. 1960~1970년대 미국 항공우주국(NASA)가 수행한 달 탐사 계획(아폴로 프로젝트)의 후속 프로젝트 이름이기도 하다. 아르테미스라는 달 탐사 프로젝트 이름은 많이 알려져 있다. 2024년 달 착륙이 목표인데, 이에 앞서 NASA가 추진하는 프로젝트가 하나 더 있다. 바로 ‘루나 게이트웨이’다.

루나 게이트웨이 개념도

루나 게이트웨이는 아르테미스 프로젝트를 위한 사전 작업이며 새로운 달 탐사를 위한 전초기지를 세우는 작업이다. 국제우주정거장(ISS)라고 하면 익숙할 것이다. 지구에서 약 300~400km 궤도에 위치해있다. 루나 게이트웨이는 지구 주변을 도는 우주정거장이 아니라 달 궤도를 도는 우주정거장이다. 달 탐사를 위한 일종의 ‘관문’이다.

루나 게이트웨이 건설은 2년 뒤부터 시작된다. NASA는 세그먼트 등 각종 모듈과 부품을 개발하는 업체로 막사 테크놀로지를 지난해 선정했다. 제프 베조스의 블루 오리진과 드레이퍼가 루나 게이트웨이 건설을 돕는다. 최근 NASA는 완공된 루나 게이트웨이에 화물을 공급할 첫 민간 업체도 선정했다. 바로 일론 머스크가 이끄는 스페이스 X다.

외신에 따르면 스페이스X는 NASA로부터 루나 게이트웨이에 쓰일 화물, 과학 실험 재료, 각종 보급품을 공급할 수 있는 계약을 따냈다. 스페이스X는 “달에 다시 착륙해 미래 우주를 탐사하기 위해서는 상당한 양의 화물을 저렴한 비용으로 운송해야 한다”면서 “스페이스X는 NASA와의 제휴를 통해 2012년부터 ISS에 과학 연구 물자와 중요한 보급품을 전달해왔으며, 지구 궤도(ISS)를 넘어 아르테미스 프로젝트 화물을 루나 게이트웨이로 운반하는 작업을 계속하게 돼 영광”이라고 밝혔다.

스페이스X, 달 궤도 우주정거장 ‘루나 게이트웨이’에 화물 배송

스페이스X가 구체적으로 어떤 일을 하는지는 선례를 찾아보면 쉽게 예측할 수 있다. 지난해 12월 스페이스X는 NASA로부터 위탁받은 19번째 화물을 ISS에 전달했다. 화물용 드래곤 캡슐에 실어 보냈는데, 스페이스X가 자랑하는 재사용 로켓 팔콘 9으로 쏘아 보냈다.

드래곤 캡슐에는 약 2.7톤의 물자가 들어 있었다. 우주 공간에서 근육과 뼈 실험을 하기 위한 실험용 쥐 40마리, 농업 연구를 위한 유익 선충류의 변종 회충도 12만마리나 타고 있었다. 우주인의 감정을 인지하는 기술이 탑재된 인공지능(AI) 로봇도 함께 운송됐다. 날짜를 보면 알겠지만, 크리스마스를 앞둔 시점이었다. 드래곤 캡슐에는 ISS에 있는 우주인 6명에게 전달할 크리스마스 선물도 함께 실려있었다.

스페이스 X 드래곤 캡슐

루나 게이트웨이에 보내는 화물도 ISS 사례처럼 과학 실험용 물품과 우주인 보급품, 일부 루나 게이트웨이 부품 등이 될 것으로 보인다. 다만 ISS와 달리 운송 거리가 훨씬 길어지기 때문에 한 번에 많은 양의 물품을 탑재해야 한다.

이를 위해 스페이스X는 루나 게이트웨이를 위한 전용 화물 캡슐을 개발할 예정이다. 화물 적재 용량이 크게 개선된 이 캡슐은 5톤 이상 화물을 싣는다. 기존 화물용 캡슐보다 적재량이 두 배 가까이 된다. 보통 화물 캡슐은 몇 주 동안만 ISS에 도킹해 있지만, 루나 게이트웨이가 완공되면 화물 캡슐은 6개월에서 최대 1년 가까이 머물 예정이다.

스페이스X는 ISS 운송 때처럼 단순히 루나 게이트웨이에 화물을 실어 보내는 것뿐만 아니라 안정적 도킹을 위한 기술 고도화에도 나선다. 도킹은 우주 화물 배송의 핵심 요소다. 보통 우주정거장과 지속적으로 통신을 하며 거리를 좁힌 캡슐을 로봇 팔로 끄집어 당겨 장착한다.

드래곤 캡슐 도킹 장면 개념도

스페이스X는 루나 게이트웨이가 달 궤도에 설치돼 운영될 때 최소 2개 이상의 임무 수행을 보장받는다.

스페이스 X는 첫 타자, 미·러·일 추가 사업자 선정될 듯

스페이스X가 루나 게이트웨이의 전담 ‘배송맨’은 아니다. 루나 게이트웨이는 지구에서 약 40만km 떨어져 있는 달 궤도에 위치할 예정이다. 스페이스X를 통해서만 화물을 보내기에는 실을 수 있는 물량이 제한적이다.

스페이스X는 루나 게이트웨이에 ‘상업적’으로 화물을 보내는 첫 민간회사다. NASA는 향후 추가 파트너를 선정할 것으로 보인다.

소유즈-2.1a 탑재된 프로그레스 MS-12호

우선 2011년부터 NASA가 ISS 화물 운송을 위탁한 러시아의 참여 가능성이 크다. 현재 러시아는 ‘프로그레스 MS’ 시리즈라는 우주 화물선(캡슐)을 통해 ISS에 물자를 보내고 있다. 지난해 7월 러시아 우주 발사체 ‘소유즈-2.1a’에 실려 프로그레스 MS-12호가 발사됐다.

크리스마스 선물을 스페이스 X 드래곤 캡슐이 도착한 지난해 12월 8일, 다음날(12월 9일)에는 프로그레스 MS-13가 도착했다. 이 캡슐에는 ISS 우주인을 위한 식량과 연료가 실려있었다.

스페이스X 외 보잉도 후보에 속해있다. NASA가 비용 절감을 이유로 우주 화물 운송 계약을 맺은 민간 업체 중 하나다. 그 외 재활용 로켓 프로젝트 ‘뉴 글렌’을 추진 중인 블루 오리진이나 미국의 신생 우주 발사체 업체, 우주여행을 준비 중인 기업들도 유력한 후보로 꼽힌다.

미쓰비시중공업의 루나 게이트웨이 발사체 계획

일본 기업도 발 빠르게 준비하고 있다. 미쓰비시 중공업과 민간 우주회사 아이스페이스가 대표적이다. 미쓰비시 중공업은 올해 첫 발사를 목표로 개발 중인 H-3 로켓을 변형, 루나 게이트웨이에 화물을 보낼 수 있다고 자신하고 있다. 루나 게이트웨이 프로젝트에 참여 중인 드레이퍼와 협력, 상업용 달 착륙선 하쿠토-R을 개발하는 아이스페이스도 기회를 노리고 있다.

루나 게이트웨이 우주인 2명 생필품부터 각종 연료, 실험 재료까지 배송

루나 게이트웨이행 화물 운송은 우주정거장 건설이 시작되는 2022년 이후부터 본격화한다. NASA는 루나 게이트웨이를 짓기 위해서 5~6 차례 로켓 발사가 필요할 것으로 보고 있다. ISS를 만드는 데는 35차례 발사가 있었는데, 루나 게이트웨이는 ISS보다 훨씬 작기 때문이다.

ISS는 수용 인원이 최대 6명이다. 루나 게이트웨이는 2명이다. 방도 거주용과 과학실험용 2개뿐이다. 원래는 4명까지 수용할 수 있는 규모를 짓는 것이 목표였다. 미국이 달 착륙 계획을 4년 정도 앞당기면서 수용 인원도 줄어들었다. ISS 원래 수용 인원이 3명에서 두 배 늘어난 것처럼 루나 게이트웨이 최대 수용 인원도 확대될 수 있다.

루나 게이트웨이 우주인은 ISS처럼 상주하지 않을 것을 보인다. 한 번에 최대 3개월 정도만 머무르는 게 계획이다. 상주 우주인 없이도 과학 실험을 해 그 결과를 지구에 전송하는 시스템을 구축하는 게 NASA의 목표다. 또 루나 게이트웨이는 2개의 도킹 시스템을 확보할 예정이다. 하나는 지구에서 달 궤도까지 비행하는 오리온 우주선용이다. 다른 하나는 달 착륙선용 도킹 시스템이다.

테크플러스 에디터 권동준

tech-plus@naver.com

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