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아르테미스 1 미션, 엔진 이상으로 발사 연기하다

미항공 우주국(NASA)은 미국 동부 표준시 기준 8월 29일 오전 8시 33분(한국 시각 29일 오후 9시 33분) 플로리다주 케네디 우주센터에서 발사 예정이던 아르테미스 1 미션을 우주 발사 시스템(SLS: Space Launch System) 엔진 이상으로 연기했다고 밝혔다.

발사전 최종 점검을 하고 있는 아르테미스 1 미션과 우주 발사 시스템 ⓒ NASA

미항공 우주국에 따르면 총 4기의 RS-25 엔진 중에서 1기의 엔진에서 연료가 누출되었으며 이로 인해서 엔진 오작동이 우려되는 상황에서 우주 발사 시스템의 발사를 연기시켰다고 한다. 구체적으로 공식 발사 2시간 전, 3번째 엔진 및 주 연료 탱크에서 균열이 일어났으며 액체 수소가 유출됨을 확인했고 이를 통해서 정상적인 작동 온도로 냉각시키는 데 어려움을 겪은 것으로 확인된다. 미항공우주국은 로켓의 위쪽에도 균열이 생긴 것처럼 보임에 우려했지만, 이는 단지 서리 형성으로 인한 것으로 드러났다.

총 4기의 RS-25 엔진 중 1기의 엔진 냉각이 정상적으로 작동되지 않은 것으로 드러났다. ⓒ NASA

아르테미스 미션이란?

아르테미스 (Artemis) 미션은 우주 발사 시스템을 통하여 민간우주 기업 오리온사의 유인 Orion 캡슐을 달 궤도에 보낸 후 귀환하는 프로젝트로, 1972년 아폴로 17호 이후 약 50년 만에 인류를 달에 보내는 미션이다. 미항공우주국은 아르테미스 임무의 일환으로 위 로켓의 개발을 착수했으며 아르테미스 미션은 총 3단계의 미션(1단계: 무인 미션, 2단계: 통신 및 운항 시스템 점검 유인 미션, 3단계: 달에 우주비행사를 보내는 유인 미션)으로 이루어진다.

아르테미스 프로그램의 첫 번째 (1단계) 프로젝트인 위 발사에서는 사람과 비슷한 모형을 싣고 달 궤도를 다녀올 예정이며, 아르테미스 미션 2에서는 사람을 싣고 같은 경로를 여행할 예정이다. 미션 1과 2에서는 탐사선이 달 주위를 돌며 최대 대략 6주간의 여행을 진행할 예정이다.

두 미션이 성공하면 대략 2025년 이후 아르테미스 3 미션에서는 최초의 여성 우주인을 포함한 유색인종 우주비행사 등 총 4명의 우주비행사가 달에 직접 착륙할 예정이다.

사람의 장기와 골격을 따라한 모형을 싣고 있는 아르테미스 1 미션 ⓒ NASA

우주 발사 시스템은?

미항공 우주국이 직접 개발한 길이 98.1m의 초대형 발사체 우주 발사 시스템은 2014년부터 개발이 시작되었으며 미항공우주국이 개발한 로켓 중 가장 큰 로켓으로 2단 우주 로켓으로 구성된다. 역대 최대 성능을 가진 초대형 발사체로 개발되었으며 과거 아폴로 우주선을 달로 보낸 새턴V 로켓과 비교하면 최대 추력이 3,991t으로 약 15% 정도 강한 것으로 알려져 있다.

케네디 우주센터에서 조립되고 있는 오리온 캡슐 ⓒ Radislav Sinayk/NASA

미항공 우주국은 위 발사체의 성능을 아르테미스 1 미션을 통해서 확인할 예정이며 여러 핵심 기술 또한 시험할 예정이다. 참고로 유럽 우주국(ESA: European Space Agency) 역시 오리온 캡슐의 정상적인 작동을 위한 부분 서비스 모듈을 제공했으며 이를 통해서 유럽의 달 여행 의지도 확인할 수 있다.

초대형 우주 발사 시스템과 오리온사의 유인 Orion 캡슐 개요도 ⓒ BBC

앞으로의 계획은?

이처럼 가장 강력한 로켓 발사의 성공을 지켜보기 위하여 현지 발사 지역 해변에 수십만 명이 넘는 인파가 몰려들었지만, 발사의 연기로 큰 아쉬움을 자아냈다. 한때 우주비행사였으며 현재는 미항공 우주국의 국장인 빌 넬슨 박사(Dr. Bill Nelson)는 위 결정에 대하여 실망스럽지만 신중한 접근이 옳은 것이라고 설명하며 "우리는 그것이 맞을 때까지 발사하지 않습니다"라고 밝혔다.

가장 강력한 로켓 발사의 성공을 지켜보기 위하여 현지 발사 지역 해변에 수십만 명이 넘는 인파가 몰려들었다. ⓒ Reuters

넬슨 국장은 위 발사체가 매우 복잡한 시스템으로 구성된 기계이기에 모든 것이 정상적으로 작동되기까지 기다려야 하며, 완전히 준비될 때까지 촛불에 불을 붙이고 싶지 않고 싶다고 덧붙였다. 미항공 우주국에 따르면 현재까지 알려진 문제가 맞다면 이번 주 금요일(현지시각 동부 표준시 기준 9월 2일)에 다시 시도할 수 있는 옵션이 예정되어 있다고 설명했다. 하지만 엔진의 교체를 위하여 로켓을 다시 케네디 우주센터(KSC: John F. Kennedy Space Center)로 보내야 한다면 최소 몇 주가 지연될 예정이다.

미항공 우주국 아르테미스 미션의 임무 관리자인 마이크 사라핀 박사(Dr. Mike Sarafin)는 모든 데이터를 검토하는 데 시간이 필요하며 이전 상태로 되돌리는 롤백(Rollback)은 불가능해 보인다고 의견을 밝혔다. 그는 발사 연기 발표 직후, 앞으로 48시간 혹은 72시간 이내에 위 문제를 해결한다면 이번 주 금요일에 다시 발사는 정상적으로 진행될 것이라고 설명했다. 참고로 사라핀 박사에 따르면 발사 연기 시점에 환기 밸브 역시 정상적으로 작동하고 있었다고 한다.

사파핀 박사는 50년 넘게 시도하지 않은 일을 다시 시도하는 위 미션은 엄청나게 어려운 작업이며 이를 모든 새로운 기술로 시도하고 있다고 설명했다. 또한, 우리 모두 성공적인 발사를 통한 엄청난 연기와 멋진 불을 즐길 수 있도록 노력할 것이라고 덧붙였다.

다만, 모든 것이 계획대로 다시 진행될 경우, 새로운 발사 날짜는 날씨에 따라서 달라질 가능성이 크다. 특히 이맘때 플로리다의 기후는 가장 역동적으로 변화하며 뇌우와 폭우는 종종 우주 정거장을 통과하기도 한다. 이번 카운트다운 기간 동안 역시 종종 뇌우를 볼 수 있었다. 따라서 발사가 계획된다면, 가장 조용한 아침에 계획되는 편이 가장 좋다. 하지만 이번 주 금요일(9월 2일)과 다음 주 월요일(9월 5일)엔 점심 정도에도 무난해 보인다.