앞서 미국항공우주국(NASA)은 오리온 우주선과 ‘우주 발사 시스템(SLS) 로켓’으로 구성된 아르테미스 1호를 발사할 예정이었으나 로켓 바닥에서 연료가 새는 문제가 확인되면서 발사일을 두 차례 연기했다. NASA는 3차 발사 시도 일정을 확정하지 않고, 정확한 문제 해결을 위해 발사대에서 조립동으로 보내는 방안도 검토하고 있다. 발사에 어려움을 겪고 있지만, 조만간 로켓을 발사해 달까지 가기 위한 운송시스템을 검증할 계획이다.
미국은 1972년 아폴로 계획 종료 이후 반세기 만에 아르테미스 계획을 추진한다. 궁극적으로는 2025년에 여성 우주비행사와 유색인종 우주비행사를 달에 보낼 계획이다. 앞서 미국의 우주비행사인 닐 암스트롱이 달에 발자국을 남겼다. 이제는 상업적 목적 등을 이유로 우주에서 새로운 기회를 찾기 위한 ‘대항해 시대’나 ‘골드러시’와 같은 기회가 펼쳐지고 있다.
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◇민간기업, 국제 동맹국 참여
이번에 발사하는 아르테미스 1호는 아르테미스 계획을 실현하기 위한 첫 임무다. 과거 발사는 미국과 소련의 냉전체제에서 비롯한 우주경쟁이었다. 이번에 우리나라도 참여하는 미국 주도의 ‘아르테미스 연합체’는 중국, 러시아를 견제하는 한편 우주 영토와 관련 시장을 선점하겠다는 속내가 있다.
아르테미스 계획은 민간 기업과 동맹국 참여가 핵심이다. 우주 탐사에는 돈이 많이 들기 때문에 전통적인 세금 의존 방식에는 한계가 있다. 기업들이 우주에서 새로운 사업 기회를 찾도록 하면서 우주 인프라 개발을 이끌고, 우주 연합군을 만들어 위험 부담을 줄이고, 비용도 아끼는 것이다. 미국이 주도하는 아르테미스 약정은 우리나라를 비롯해 호주, 캐나다, 일본, 영국, 미국, 룩셈부르크 등이 체결했다.
SLS는 2014년부터 개발을 시작해 약 230억달러(약 31조원)를 투입한 NASA의 2단 우주로켓이다. 에어로젯 로켓다인, 보잉, 노스롭그루먼이 개발을 주도했다. 높이만 111.25m로 30층 건물 정도로 크다. 아폴로 탐사선을 보낸 새턴5 로켓보다 추력은 15% 더 강력한 로켓이다. 우주선인 오리온과 탐사 지상 시스템은 각각 록히드마틴과 제이콥스가 개발했다. 아르테미스 계획 전체적으로 보면 3800개 이상의 기업이 참여한다.
아르테미스 1호 발사가 성공적으로 이뤄지면 오리온이 발사 2시간 후에 2단 로켓에서 분리되고, 로켓은 10개의 소형위성(큐브셋)을 배치한다. 달 역행 궤도를 이용해 달 상공에서 체류한 뒤 다시 지구로 귀환해 태평양에 착수할 예정이다.
첫 임무가 성공적으로 끝나게 되면 2024년께 통신과 운항 시스템을 시험하고, 2025년에 여성 우주비행사, 유색인종 우주비행사 등을 달로 보낼 계획이다.
◇현지자원 활용, 헬륨3 자원 가치
반세기 만에 다시 달로 향하는 이유는 뭘까. NASA, 국내 전문가 등에 따르면 우주의 상업적 이용, 달 자원의 가치, 화성 등 심우주로 나아가기 위한 복합적인 이유가 있다. 달에는 헬륨3, 희토류 등 희귀자원들이 있다. 핵융합 발전에 원료로 쓸 수 있는 헬륨3 매장량만 100만t에 달한다. 또 달의 현지 자원을 활용해 물, 연료 등을 달에서 직접 만들어 지구에서 달까지의 운반비용을 아끼고, 화성을 비롯한 더 먼 우주로 갈 때 쓸 수 있다.
아폴로 계획이 달 자체에 가기 위한 목적이었다면 이제는 달을 기지로 만들어 지구, 달 사이의 암석 등에서 귀금속 등을 채굴할 수도 있다. 룩셈부르크와 같은 작은 나라에서 우주 탐사에 국가적인 관심과 투자를 하는 것도 이러한 이유 때문이다.
김경자 한국지질자원연구원 책임연구원은 “물, 산소, 수소 등 생명유지에 필요한 자원을 달에서 확보해서 쓰고, 지구나 화성에 가는데 자원을 활용할 수도 있다”며 “헬륨3처럼 경제적이고, 청정한 에너지원을 비롯해 희토류와 같은 희귀자원들도 지구로 가져올 수 있다”고 기대했다.
◇우주상업화 시대 본격화
유인탐사가 성공적으로 이뤄지면 달에 정거장을 짓고, 각종 인프라를 만들게 된다. 우리나라도 아르테미스 약정 체결국가다. 한국형달궤도선 다누리에 미국항공우주국(NASA)의 셰도캠을 탑재했기 때문에 간접적으로 아르테미스 계획에 참여하고 있다.
셰도캠은 얼음이 있을 것으로 예상되는 영구음영 지역인 달 남극을 관측해 아르테미스 계획의 달 유인착륙 후보지 선정에 도움이 되는 자료를 제공할 수 있다. 2031년께 달착륙선 발사도 이뤄지면 아르테미스 계획 참여 기회는 열려 있다.
전문가들은 우리나라만의 차별화된 전략으로 국제 협력을 이어가며 달에서 새로운 기회를 찾아야 한다고 조언했다. 이복직 한국연구재단 우주기술단장은 “달 탐사에 장기적인 지원과 투자가 필요해 성공한 국가가 3개국(미국, 중국, 구소련)뿐”이라며 “6번째 달착륙선 성공 국가로 도약하려면 우리나라만의 전략을 추진해야 한다”고 강조했다.
