NASA, 달 전진기지 삼아 유인탐사에 ‘올인’

국제협력 유지하되 우주 과학·탐사 주도권 유지가 최우선 목표

내달 1일 ‘환갑’을 맞는 미국항공우주국(NASA)이 본격적인 달·화성 유인 탐사에 시동을 걸었다.

인류의 우주 탐사를 주도하며 우주과학을 이끄는 NASA는 1957년 세계 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 우주로 쏘아 올린 옛 소련에 선수를 뺏긴 뒤 이듬해 부랴부랴 창설됐다. 1915년부터 활동해온 미국항공자문위원회(NACA) 조직을 전면 개편해 종합적인 우주계획을 추진할 수 있도록 했다.

창설 60주년 NASA 로고  ⓒ NASA

창설 60주년 NASA 로고 ⓒ NASA

그간의 NASA 역사는 아폴로 계획과 우주왕복선 프로그램으로 집약된다.

출범 초 경쟁 상대였던 옛 소련에 앞서 달에 우주인을 보내는 것이 최우선 목표였으며 아폴로 계획을 통해 1969년 최초의 달 착륙 목표를 실현했다. 이후 1972년 아폴로 17호까지 모두 6차례에 걸쳐 달착륙에 성공했다.

그다음 눈을 돌린 것이 우주왕복선 프로그램이다. 1981년 컬럼비아호가 지구를 37바퀴 돌고 귀환하면서 첫 결실을 봤으며, 국제우주정거장(ISS) 모듈을 우주 궤도로 실어나르는 데 크게 기여했다. 하지만 컬럼비아호 공중 폭발 참사로 동력을 잃고 예산이 깎이면서 결국 2011년 7월 아틀란티스호 비행을 끝으로 30년 활동에 종지부를 찍었다.

NASA는 이후 뚜렷한 목표가 없다가 트럼프 행정부가 출범하면서 달과 화성 유인 탐사를 당면 목표로 삼고 있다.

도널드 트럼프 대통령이 2017년 12월 우주 정책 행정명령 1호에 서명하면서 NASA에 “민간부문 및 국제적 협력을 통해 혁신적이고 지속 가능한 탐사 프로그램을 이끌도록” 지시한 것이 계기가 됐다. NASA는 최근 의회에 우주 탐사 활동을 활성화하는 계획도 제출했다.

지구 저궤도·달·화성 탐사 계획도  ⓒ  NASA

지구 저궤도·달·화성 탐사 계획도 ⓒ NASA

NASA의 ‘우주 탐사 캠페인’은 우선 달을 전진기지로 삼아 장거리 우주여행 능력을 갖춘 뒤 이를 토대로 화성 유인 탐사에 나선다는 큰 그림을 그려놓고 있다.

창설 60주년을 앞둔 27일 민간부문 참여 활성화와 달·화성 유인 탐사 등과 관련한 구체적인 계획도 공개했다.

◇ 지구 저궤도 우주 활동 민간 이양 = NASA는 현재 정부 주도로 이뤄지고 있는 ISS를 비롯한 지구 저궤도 우주 활동을 민간 기업과 단체에 넘기는 계획을 추진하고 있다. 정부가 직접 예산과 조직을 투입해 운용하지 않고 민간 기업의 상업 서비스를 받거나 제휴를 맺은 민간부문에 운용을 맡기겠다는 것이다.

ISS는 민간부문이 참여하더라도 적어도 가동 25년 차를 맞는 2024년까지는 핵심적인 장기 우주 비행 플랫폼으로서 역할을 이어간다는 방침이다. 이를 통해 심(深)우주 임무를 수행하는 과정에서 우주인의 건강과 생산성을 유지할 수 있는 방안을 연구하고, 심우주 임무에 사용할 수 있는 새로운 우주기술을 개발할 계획이다.

NASA는 또 민간 기업이 새로운 우주 상품을 개발하고 상업 서비스에 나설 수 있는 여건을 조성하기 위해 민간부문과의 제휴 관계를 확대해 나갈 계획이다. 이미 미국의 우주 산업이 저궤도 우주 활동을 주도해 나갈 수 있는 최선의 방안을 찾아내기 위해 12건의 연구 계약을 발주한 것으로 발표됐다.

◇ 다시 시작되는 달 유인 탐사 = NASA가 아폴로 계획을 통해 인류 최초로 달을 밟았지만, 이는 상징적 의미만 가질 뿐 달이 가진 무한한 잠재력은 전혀 활용하지 못했다는 지적이 많았다. 총 6곳에 16일간 머물며 발자국을 남긴 데 불과했다는 것이다. 하지만 이번에 추진 중인 유인 달 탐사 계획은 이전과는 전혀 다른 차원에서 진행된다.

NASA는 우선 2023년에 달 궤도에 미국 우주인을 상주시키고 2020년대 말이 되기 전에 유인 탐사에 나서는 계획을 추진 중이다.

달 궤도 플랫폼 '게이트웨이' 상상도

달 궤도 플랫폼 ‘게이트웨이’ 상상도 ⓒ NASA

이 계획의 핵심은 달 궤도 플랫폼 ‘게이트웨이'(Gateway). 게이트웨이를 통해 달 표면 탐사나 화성 유인 탐사에 이용할 새로운 기술과 시스템을 시험해 심우주로 나아갈 준비를 하게 된다. 일종의 심우주 전진기지인 셈이다.

게이트웨이의 일부 부품은 이미 미국 도처에 흩어져 있는 민간 기업과 NASA 센터에서 이미 제작하고 있다.

이 부품들은 NASA와 유럽우주기구(ESA)가 공동 개발 중인 우주선 ‘오리온’과 ‘우주발사시스템'(SLS) 로켓으로 우주로 실어나르게 된다. 게이트웨이의 동력, 추진력 모듈은 2022년에 플로리다에서 발사될 예정이다.

달 표면은 화성과 이보다 더 먼 행성에 대한 유인 탐사를 준비할 수 있는 중요한 훈련장이자 우주기술 시험장으로 중요한 의미를 갖는다.

달 표면에 대한 로버 탐사 활동은 민간 기업이 참여하고, 국제협력을 통해 이르면 2020년에 시작될 예정이다. 달 탐사 로버는 달의 광물자원을 조사하고 유인 탐사를 준비하는 임무를 맡게 된다.

또 2020년대 말까지는 달 착륙선이 달 표면으로 우주인과 짐을 실어날라 게이트웨이와 함께 지속 가능하며 장기적인 달 표면 활동을 가능하게 만든다는 목표도 세워놓고 있다.

◇ 인류 최초의 화성 유인 탐사 실현 = 화성과 그 주변 탐사는 NASA가 독점하다시피 한 상태다. 화성 표면의 탐사 로버 ‘큐리오시티’와 ‘오퍼튜니티’, 화성 궤도를 도는 ‘화성 정찰위성'(MRO)에다 11월에는 신형 탐사 로버 ‘인사이트'(InSight)까지 가세해 화성 내부를 들여다보게 된다.

여기에 더해 현재 개발 중인 차세대 로버 ‘마즈 2020’은 2020년 7월에 발사돼 화성에 살았을 것으로 추정되는 생명체 탐사를 지원하게 된다.

2020년 7월 발사를 목표로 개발 중인 차세대 화성탐사 로버 '마즈 2020' 상상도

2020년 7월 발사를 목표로 개발 중인 차세대 화성탐사 로버 ‘마즈 2020’ 상상도 ⓒ NASA/JPL-Caltech

이 로버는 무엇보다 유인 탐사 때 활용할 수 있는 자원이 있는지를 파악하고 연료를 생산할 수 있는지 시연하는 데 초점을 맞춰 활동하게 된다. 이와 함께 샘플을 채취한 뒤 다른 행성에서는 처음으로 로켓 이륙을 해 지구로 돌아오는 로버 왕복 우주비행의 토대를 마련하는 임무도 맡고 있다.

마즈 2020의 임무는 2030년대에 시작돼 화성 표면 착륙으로 절정에 이르게 될 화성 유인탐사의 예행 연습으로서 의미를 갖는다.

NASA는 이런 탐사계획을 추진하면서 미국 우주산업의 참여를 유도할 뿐만 아니라 국제협력도 계속 유지해 나갈 것이라고 밝혔다. 하지만 최우선 과제는 우주과학과 탐사에서 미국이 주도권을 유지하는 것이라는 점도 숨기지 않았다.

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