December 15,2019

아르테미스 달 착륙선 개발 잰걸음

보잉, SLS 블록 1B를 이용한 달 착륙선 제안

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보잉은 지난 5일 아르테미스 달 착륙선 개발 제안서를 미항공우주국(NASA)에 제출했다고 밝혔다. 이 사업의 정식 명칭은 ‘휴먼 랜딩 서비스(Human Landing Services, HLS)’라고 하며, 이미 블루 오리진과 록히드 마틴 및 노스롭 그루먼은 컨소시엄을 구성하여 참가한다고 발표한 바 있다. 여기에 보잉이 가세하면서 경쟁이 치열해졌다.

과거 아폴로 계획에서는 우주선과 착륙선을 함께 발사했다. 반면에 아르테미스는 착륙선을 루나게이트웨이(LOP-G)에 먼저 보내고, 모든 준비가 끝나면 우주선이 뒤따르게 된다. 달 착륙선을 여러 대의 발사체로 나눠서 발사한 뒤에 달 궤도에서 조립할 수도 있다는 뜻이다.

아르테미스 우주비행사들은 록히드 마틴이 개발하고 있는 오리온 우주선을 타고 루나게이트웨이로 향하며, 우주선 발사체로는 보잉이 개발 중인 SLS(Space Launch System)를 사용하게 된다. 이번 HLS는 루나게이트웨이에서 달 표면까지 왕복 운송만 담당하는 착륙선을 개발하는 사업이다.

보잉의 달 착륙선 상상도. © Boeing

보잉의 달 착륙선 상상도. © Boeing

임무 단계를 간소화한 것이 특징

CBS와 스페이스 뉴스에 따르면, 짐 칠튼(Jim Chilton) 보잉 수석 부사장은 성명을 통해 “우리 착륙선의 유연한 디자인은 달 비행에 가장 빠른 경로를 제공하며, 우주비행사를 달 표면으로 내려보내는데 필요한 임무 단계를 최소화했다”라고 밝히면서 ‘가장 적은 단계의 달 착륙(Fewest Steps to the Moon)’을 장점으로 내세웠다.

임무 단계를 줄이는 것은 성공률을 높이는 방법이 될 수 있다. 보잉은 3000km 이상 궤도를 돌고 있는 루나게이트웨이에서 한 번에 달 표면까지 착륙할 수 있는 착륙선을 제안했다. 다른 업체의 제안은 높은 궤도에서 낮은 궤도로 이동한 다음, 다시 착륙 단계로 이어지는 방식이다.

이러한 주장은 전직 NASA 탐사 담당 부행정관인 더그 쿡(Doug Cooke)의 지난 9월 미 하원 청문회 증언과 맥을 같이 한다. 당시 쿡은 “미션당 발사 횟수와 중요 단계가 적을수록 미션 성공 확률이 높아진다”라고 말했다.

보잉의 제안은 SLS 블록 1B 개발을 전제로 한다. © Boeing

보잉의 제안은 SLS 블록 1B 개발을 전제로 한다. © Boeing

보잉은 SLS 블록 1B를 개발해서 단일 로켓으로 달 착륙선을 발사하면 미션 성공을 위한 발사 및 도킹 횟수를 줄일 수 있다고 제안했다. 경쟁 디자인은 상업용 발사체를 여러 번 발사해서 12번의 ‘중요 단계(Critical Event)’를 거치지만, SLS 블록 1B를 사용하면 5번의 중요 단계로 달 착륙을 수행할 수 있다는 주장이다.

그러나 SLS 블록 1B 버전은 2024년 달 착륙에 나설 아르테미스-3 미션에서 사용할 수 없다. 지난 10월 NASA는 SLS의 장기 생산 계약을 체결하기 위해 보잉과 협의 중이지만, 2025년 아르테미스-4 미션까지 블록 1B를 도입하지 않을 것이라고 밝혔다.

일부 전문가는 이번 보잉의 제안을 HLS 참여 목적뿐만 아니라, 가뜩이나 고비용으로 비판받는 SLS의 후속 버전을 개발하도록 압박하려는 것이 아니냐는 시각으로 바라보고 있다. 최근 트럼프 행정부는 SLS의 1회 발사 비용이 실질적으로 20억 달러에 이른다면서 강하게 비판하기도 했다.

지난 5월 블루문 달 착륙선을 발표하는 제프 베조스. © Blue Origin

지난 5월 블루문 달 착륙선을 발표하는 제프 베조스. © Blue Origin

달 착륙선 사업자로 2개 업체를 선정할 계획

이번 HLS 제안 접수는 비공개로 진행됐기 때문에 참가 기업들과 제안 내용을 정확히 알기 어렵다. 그러나 일부 업체들의 공식 발표를 통해서 어느 정도 윤곽이 드러났다.

현재까지는 블루 오리진 컨소시엄이 기술력이나 완성도 면에서 가장 앞서고 있다. 주 사업자인 블루 오리진은 블루문 달 착륙선의 하강단과 뉴 글렌 발사체를 제공하고, 록히드 마틴은 귀환을 위한 상승단을, 노스롭 그루먼은 착륙선을 달 저궤도까지 이동시키는 전송단을 개발한다. 또 다른 참여사인 드레이퍼(Draper)는 유도 시스템과 항전 장치 개발을 맡게 된다.

NASA는 연말까지 여러 회사와 초기 연구 계약을 체결하고, 최종 HLS 사업자로 2개 업체를 선정하여 본격적인 착륙선 개발에 나설 예정이다. 2024년 아르테미스의 첫 번째 달 착륙은 블루 오리진 컨소시엄의 착륙선이 유력하지만, 이후에는 보잉이나 다른 회사의 달 착륙선이 사용될 수 있다.

스페이스X는 자체 개발 중인 스타십(Starship) 재사용 발사체를 기반으로 별도의 제안서를 제출한 것으로 보인다. 여기에 대해서 세부 사항을 공개하지는 않았지만, 지난 10월 아르테미스 계획에 참여할 의향을 밝힌 바 있다.

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