반세기 만에 다시 인간이 달 표면을 걷게 될까? 미국이 2024년 유인 달 착륙을 목표로 '아르테미스 프로그램(Artemis program)'을 추진하면서 인류의 우주 개발은 큰 변화를 겪고 있다.

미항공우주국(NASA)은 '탐사 미션(Exploration Mission, EM)'이라는 유인 우주 프로그램을 진행해왔다. 2020년 EM-1은 무인 오리온 우주선을 SLS(Space Launch System) 발사체로 달까지 보내서 한 바퀴 선회하고, 2023년 EM-2는 달 궤도에 포획해놓은 소행성을 유인 오리온 우주선으로 탐사할 계획이었다. 그 후로 인간의 심우주 체류 실험을 위한 EM-3을 추진해서 유인 화성 착륙의 발판을 마련한다는 것이다.

애초 EM 계획에서 달 착륙은 빠져 있었다. 그러나 지난 3월 마이크 펜스 부통령이 2024년까지 달 착륙을 하겠다고 밝히면서 EM은 아르테미스로 명칭이 바뀌었다. 내용 면에서도 아르테미스-2는 아폴로 8호처럼 달 주위를 돌고, 아르테미스-3은 달 착륙을 시도하는 것으로 변경되었다.

아르테미스의 핵심은 차세대 발사체 SLS와 오리온 우주선이다. SLS는 개발이 지연되면서 첫 발사 일정이 2018년에서 2020년으로 연기되었고, 그마저도 불확실하다는 지적을 받아왔다.

지난 3월 짐 브라이든스틴(Jim Bridenstine) NASA 국장은 스페이스X의 팰컨 헤비 같은 상용 발사체로 오리온 우주선 발사를 검토 중이라고 밝히기도 했다. 그러나 5월에 다시 SLS 사용을 확정 지어서 논란을 종식시켰다.

이제 공은 SLS 개발사인 보잉으로 넘어갔다. 인류가 만든 로켓 중에서 새턴-V 다음으로 큰 SLS가 일정에 맞춰 개발되어야 2024년 달 착륙도 가능해진다. 록히드마틴이 개발 중인 오리온 우주선은 이미 2014년 부분 시험 비행(EFT-1)에 성공한 바 있다.

국제우주정거장(ISS)이 우주 공간에서 인간의 장기 체류 실험 목적이었다면, 앞으로 건설될 루나 게이트웨이는 달 착륙을 비롯한 유인 심우주 탐사의 교두보로 사용될 예정이다. 루나 게이트웨이는 적절한 과학적 목표가 없다는 이유로 여러 전문가의 비판을 받았지만, NASA는 달 표면 활동을 지시할 수 있는 ‘재사용 가능한 명령 모듈’로 승격시켰다.

과거 아폴로 계획에서는 우주선과 착륙선을 한 번에 달까지 보냈다. 반면에 아르테미스는 민간 기업의 상업용 달 착륙선을 먼저 보내고, 우주비행사는 오리온 우주선으로 가서 갈아타는 방식이다. 그 중간 환승역으로 루나 게이트웨이가 필요하다.

루나 게이트웨이는 먼저 ‘전력 및 추진 모듈(PPE)’과 ‘소형 가압 모듈’만 결합한 상태로 아르테미스-3의 달 착륙에 활용된다. 우주선과 착륙선의 도킹 및 환승을 위한 최소한의 모듈부터 보내는 것이다. 이후 거주 모듈과 실험 모듈을 결합해서 완성하는 데는 10년 이상 걸릴 것으로 예상된다.

아폴로 11호를 타고 달 착륙했던 버즈 올드린을 비롯한 일부 우주비행사는 루나 게이트웨이를 통한 달 착륙 계획에 비판적인 견해를 내놓기도 했다. 지구 저궤도에서 직접 달까지 가면 더 효율적이라는 주장이다.

아르테미스 계획에서는 달 착륙선을 민간 위탁 사업으로 추진할 예정이다. 민간 달 착륙선을 사용하면 예산도 줄이고, 개발 기간을 단축할 것으로 기대되기 때문이다.

최근 NASA는 상업용 달 착륙선 사업자로 아스트로보틱, 인튜이티브 머신, 오빗 비욘드를 선정했다. 지난 5월 블루오리진이 3년 동안 개발해온 블루문 달 착륙선 설명회를 개최한 것도 아르테미스 사업에 참여하기 위한 사전 포석이다. 록히드마틴은 4명의 우주비행사를 운송할 수 있는 달 착륙선을 제안했다.

예산 확보가 관건

이번 9월 끝나는 NASA의 2019 회계연도 예산 규모는 215억 달러였다. 트럼프 행정부는 2020년도 NASA 예산안을 210억 달러로 감축할 계획이었으나, 오히려 11억 달러를 추가하기로 했다. 아르테미스 예산으로 16억 달러를 배정한 셈이다. 브라이든스틴 국장은 이것이 달 착륙 사업 시작을 위한 계약금 용도라면서 다른 분야 예산을 줄여서 쓰진 않겠다고 밝혔다.

에릭 버거(Eric Berger) Ars Technica 편집장은 NASA가 달 착륙 목표를 달성하기 위해서 기존 예산에 매년 추가로 60~80억 달러가 필요할 것으로 전망했다. 우주천문학센터(CASA) 잭 번즈(Jack Burns) 교수는 연간 250억 달러의 예산이면 가능하다고 제시했다. 아폴로 달 착륙에 투자한 예산 규모와 비교하면 적은 수준이지만, 앞으로 의회 동의를 얻어야 해서 귀추가 주목된다.