화성 선회할 우주정거장의 임무는?

글로벌 방위산업체인 미국의 록히드마틴사는 지난해 특별한 광고상을 수상했다. ‘화성으로 소풍간 아이들’이란 캠페인으로 ‘2016 칸 라이즈 광고 페스티벌’에서 19개 분야의 상을 휩쓴 것.

창문에 고사양의 디스플레이를 부착한 스쿨버스 안으로 학생들이 입장하면 스크린을 통해서 화성의 모습이 가상현실로 제공된다는 것이 캠페인의 핵심내용이다. 특히 NASA가 제공한 정밀한 화성의 이미지를 사용했기 때문에 학생들은 실제로 화성을 돌아다니는 듯한 착각을 일으킬 정도로 생생한 현장감을 제공한 것이 수상의 결정적 요인을 제공했다.

캠페인 ‘화성으로 소풍간 아이들’의 내부 모습 ⓒ Lockheed Martin

그러나 앞으로 수십 년 후에는 학생들이 가상현실 이미지가 아니라 실제로 화성으로 소풍을 가서 현지의 모습을 관찰할 수 있는 기회가 올지 모른다. 스쿨버스 캠페인을 진행했던 록히드마틴사가 오는 2028년을 목표로 화성 궤도를 도는 우주정거장 프로젝트를 발표하여 이목이 집중되고 있기 때문이다. (관련 기사 링크)

지구처럼 화성에도 우주정거장을 띄우는 프로젝트

록히드마틴사가 미 항공우주국(NASA)와 함께 추진하고 있는 화성 우주정거장 프로젝트의 명칭은 ‘화성베이스캠프(Mars Base Camp)’다. 지구 주위를 돌고 있는 국제우주정거장(ISS) 같은 우주정거장을 화성 주위로 돌게 만든다는 것이 프로젝트의 개요다.

이 같은 우주정거장을 구상하는 이유는 NASA가 추진 중인 화성 유인탐사 계획을 지원하기 위해서다. 2030년대부터 본격화 될 화성 유인탐사를 준비하기 위해 미리 2~3년 전에 우주정거장을 띄워 전진기지로 삼는다는 것이 록히드마틴사의 계획이다.

화성을 성회할 우주정거장의 상상도 ⓒ Lockheed Martin

현재 록히드마틴사의 협력업체로 이번 프로젝트에도 참여하고 있는 딥스페이스시스템(Deep Space System)사의 스티브 베일리(Steve Bailey) 회장은 프로젝트 추진의 당위성에 대해 “탐사대원들을 화성 표면에 내려 보내기 전에 어떤 위험요소가 존재하는 지를 미리 알아야 하기 때문”이라고 답변했다.

베일리 회장은 “물론 현재 화성을 탐사하고 있는 로봇들을 통해 화성 현지의 상황을 많이 파악하기는 했지만, 예상치 못한 위급 상황이 발생했을 때에 화성 상공에 떠있는 우주정거장에서 대처하는 것과 지구에서 대응하는 것은 엄청난 차이가 있기 때문에 일종의 전진기지 역할을 하게 될 우주정거장은 반드시 필요하다”고 강조했다.

록히드마틴사가 공개한 화성 우주정거장의 규모는 지구 상공에 떠있는 ISS와 상당히 유사하다. 말 그대로 베이스캠프 역할을 하게 될 공간인 만큼, 탐사대원들이 장기간 거주하는 시스템은 아니고 약 6개월에서 1년 정도를 머무르다가 지구로 귀환하는 시스템으로 운영될 예정이다.

우주정거장은 탐사 외에 로봇 조종 역할까지 수행

화성 우주정거장의 구조는 2대의 오리온(Orion) 탐사선과 거주모듈 두 개, 그리고 과학실험실 등으로 꾸며질 예정이다. 오리온은 지난 2011년 퇴역한 우주왕복선을 대체할 차세대 유인 장거리 우주 탐사선으로서, 2014년에 무인 발사시험이 성공적으로 이뤄졌으며 현재 유인 탐사선 형태로 개발되고 있다.

지구와 화성을 오가며 승무원과 화물을 실어 나를 이 탐사선은 차세대 거대 로켓인 SLS(Space Launch System)에 실려 지구 궤도를 벗어나게 된다. 탐사선의 역할에 대해 NASA 관계자는 “오리온은 운반선의 역할 외에 운행을 하지 않을 때는 우주정거장의 양쪽 끝부분에 달린 채 화성 탐사에 필요한 임무를 수행하는 핵심공간으로 활용할 계획”이라고 밝혔다.

화성 우주정거장에는 5~6명의 우주비행사들이 적게는 6개월에서 길게는 1년 정도까지 머무르면서 각종 실험과 관측을 추진하게 된다. 화성 표면이나 지하에서 채굴한 토양 및 암석 조각 등을 분석하여 생명체의 존재나 지질 구조 등을 탄생구조를 파악할 계획이다.

오리온 탐사선과 도킹하고 있는 화성 우주정거장의 상상도 ⓒ Lockheed Martin

이 외에도 우주정거장은 화성 탐사용 로봇을 조종하는 기지로도 활용될 예정이다. 현재도 지구에서 화성의 로봇들을 조종하고는 있지만, 워낙 거리가 멀다보니 이른바 ‘통신시차’로 인한 문제가 발생할 때가 있다. 돌발 상황이 발생했을 때 즉각적인 조치가 어려운 것이다.

하지만 화성 주위를 선회하는 우주정거장이라면 이런 문제를 쉽게 해결될 수 있다. 거의 실시간으로 문제를 파악하여 대응할 수 있기 때문에 속도를 비교할 때 지구에서 조종하는 것과는 통신시차 면에서 차원이 다른 양상을 보이게 된다.

게다가 10년 뒤에는 지표로만 다니는 육상형 로봇이 아니라, 하늘을 날며 드넓은 지역을 빠르게 탐사할 수 있는 드론을 날릴 계획이기 때문에 시차 극복을 위한 우주정거장에서의 조종은 필수라는 것이 NASA 측의 설명이다.

NASA와 록히드마틴사는 현재 인류가 보유한 기술만으로도 충분히 화성 우주정거장을 완성할 수 있을 것으로 예측하고 있다. 현재 운영 중인 국제우주정거장의 제작 기술을 그대로 가져다 쓰면 되기 때문이다.

이들이 고민하는 것은 우주정거장 제작보다는 오히려 이곳에서 활동할 승무원들에 대한 문제가 더 크다. 체류 기간 자체는 6개월에서 1년 정도이기 때문에 그리 큰 문제는 되지 않지만, 지구와 화성을 왕복하는데 최소 2년 정도가 걸린다는 점을 감안할 때 승무원들의 건강과 스트레스가 화성 탐사 작업에 가장 큰 걸림돌이 될 것으로 예상하고 있다.