아르테미스 II 임무는 50여 년 만에 다시 인류를 달 궤도까지 보냈지만, 사실 끝이 아니라 앞으로 계획된 수많은 임무 가운데 첫 유인 임무일 뿐이다. 현재 예산 확보에 어려움을 겪고 있긴 하지만, NASA는 아르테미스 IV 임무에서 인류를 다시 달에 착륙시키고 2028년 이후에는 매년 우주선을 보내 달 유인 기지를 건설한다는 계획이다. 영구적인 유인 달 기지를 건설하기 위해 가장 중요한 자원은 바로 물이다. 물은 식수와 생활용수로 사용되는 것은 물론 달 기지에서 작물을 재배하거나 혹은 수소와 산소로 분해해서 로켓 연료로도 사용될 수 있다. 이 많은 물을 지구에서 가져가는 것보다 현지에서 조달할 수 있다면 인류의 우주 진출은 한결 쉬워질 전망이다. 물론 달 표면은 낮에는 섭씨 100도 이상, 밤에는 영하 170도 이하로 온도가 떨어지는 극한 환경으로 표면에 물이 있더라도 낮에 모두 증발해 사라질 수밖에 없다. 하지만 과학자들은 달의 극지방에 있는 크레이터 안쪽에는 영원히 햇빛이 도달하지 않는 영구 음영 지역이 있다는 사실을 알아냈다. 이론적으로 이곳에 얼음이 존재한다면 수십억 년 동안 동결 보존될 수 있는 것이다. 실제로 NASA의 달 정찰 궤도선(LRO)에 탑재된 라이먼 알파 매핑 프로젝트(LAMP)를 통해 과학자들은 일부 남극 크레이터에서 얼음으로 추정되는 물질을 발견한 바 있다. 하지만 LRO 데이터에서는 달 표면의 얼음이 예상과 달리 모든 분화구에 균일하게 분포하지 않고 매우 불규칙하게 나타났다. 최근 콜로라도 볼더 대학교 대기 및 우주 물리학 연구소(LASP)의 폴 헤인 박사팀은 이 불규칙한 분포 패턴을 분석하여 달의 물 축적 메커니즘에 대한 중요한 단서를 찾아냈다. 연구팀은 거대한 혜성이 충돌하여 한꺼번에 대량의 물이 유입되었다는 가설을 검토했으나, 얼음의 분포가 가장 오래된 크레이터에 집중되어 있다는 점을 근거로 이 가설을 배제했다. 만약 거대 혜성 충돌이 원인이라면 시기와 무관하게 몇 개의 크레이터에만 얼음이 집중될 것이기 때문이다. 관측 결과는 달이 약 30억 년에서 35억 년 전부터 현재까지 매우 긴 시간 동안 지속적이고 서서히 물을 축적해 왔을 가능성을 시사한다. 연구팀은 과거 달 내부의 화산 활동으로 인해 심층부의 물이 표면으로 분출되었거나, 여러 혜성 및 소행성의 충돌, 혹은 태양풍에서 유입된 수소가 달 표면 광물의 산소와 결합하는 화학적 과정 등을 통해 달의 물이 수십억 년간 형성되었다고 주장했다. 그리고 이런 요인 가운데 태양풍을 통해 끊임없이 유입되는 수소가 크레이터 내부의 저온 상태(Cold Trap)에 갇히면서 얼음 형태로 저장되었을 가능성이 매우 높다는 것이 연구팀의 결론이다. 이러한 메커니즘을 고려할 때, 오랜 기간 햇빛이 차단되어 온 달 남극의 크레이터, 특히 하워스(Haworth) 크레이터가 막대한 양의 얼음을 보유하고 있을 최적의 후보지라는 게 연구팀의 설명이다. 따라서 앞으로 남극 크레이터에 대한 탐사가 달 탐사의 미래를 결정지을 수 있는 중요한 이정표가 될 것으로 보인다. 과학계는 향후 얼음의 존재와 분포를 더욱 정밀하게 확인하기 위해 달 소형 적외선 영상 시스템(L-CIRiS)과 같은 첨단 장비를 활용할 계획이다. NASA는 2027년 말 달 남극 부근에 이 새로운 관측 장비를 배치할 예정이며, 이를 통해 확보될 정확한 수자원 데이터는 향후 아르테미스 임무를 비롯한 인류의 지속 가능한 달 거주 가능성을 판가름하는 결정적인 근거가 될 전망이다.

1990년 무인 탐사선 보이저 1호가 60억㎞ 떨어진 거리에서 촬영한 사진 속 지구는 티끌처럼 작고 희미했다. 천문학자 칼 세이건은 이를 ‘창백한 푸른 점’이라 불렀다. 그는 같은 제목의 책에서 ‘인류의 유일한 고향’인 지구의 소중함을 일깨우며 평화와 공존의 중요성을 역설했다. 세이건은 소설 ‘콘택트’에서도 “우리처럼 작은 존재가 우주의 광대함을 견디는 방법은 오직 사랑뿐”이라고 썼다. 반세기 만에 달을 향해 떠난 유인 우주탐사선 아르테미스 2호가 지난 2일 촬영한 지구의 모습은 사뭇 달랐다. 우주의 심연 속에서 영롱하게 빛나는 푸른 구슬 같은 경이로운 아름다움으로 시선을 사로잡았다. 우주비행사 4명은 다음날 첫 화상통화에서 “이곳에서 내려다보면 여러분은 하나로 보인다. 모두 호모사피엔스이고, 하나의 인류”라는 소감을 전했다. 지구에서 약 40만 6773㎞까지 멀어지며 인류 역사상 가장 먼 여행 기록을 세운 아르테미스 2호가 열흘간의 일정을 마치고 11일(현지시간) 귀환했다. 달 지표면에서 6437~9656㎞ 떨어진 궤도를 돌며 달 뒤편을 맨눈으로 처음 관측했고, 생명 유지 장치와 우주복 성능 검증 등 다양한 연구 분야에서 성과를 거뒀다. 향후 달 기지 건설과 화성 탐사로 나아가는 든든한 디딤돌이 됐다는 평가다. 귀환 환영식에서 우주비행사들이 전한 메시지도 깊은 울림을 남겼다. 리드 와이즈먼 선장은 “우리는 영원히 하나로 묶여 있다”며 동료애를 강조했다. 달 탐사 첫 여성 우주비행사인 크리스티나 코크는 “승무원이란 어떤 상황에서도 항상 함께하며 서로를 위해 묵묵히 희생할 준비가 되어 있고, 관용을 베푸는 집단”이라면서 “이번 여정에서 새로 깨달은 것 한 가지는 지구라는 행성에서 여러분도 그 승무원이라는 사실”이라고 했다. 공교롭게도 같은 날 열린 미국과 이란의 종전 협상은 결렬됐다. 동료애와 관용 대신 혐오와 적대로 얼룩진 지구 행성의 현실이 안타깝기만 하다.

美 샌디에이고 인근 바다에 착수비행사들 “우주서 가족·친구 생각”달 기지 초석… 2028년 착륙 목표트럼프 “극적인 여정, 다음은 화성” “이 여정을 통해 새롭게 알게 된 한 가지가 있습니다. 그것은 바로 지구라는 행성 안에서 우리는 모두 한 팀이라는 것입니다.” 반세기 만에 달 근접 비행을 마치고 돌아온 유인 우주 탐사선 ‘아르테미스 2호(Ⅱ)’의 우주비행사 크리스티나 코크는 11일(현지시간) 미국 텍사스주 휴스턴 존슨우주센터 인근 엘링턴 필드에서 열린 환영식에서 이같이 말했다. 달 탐사 임무에 투입된 첫 여성 우주비행사라는 기록을 쓴 코크는 칠흑 같은 어둠이 짙게 드리워진 우주를 배경으로 지구가 아주 작게 보였을 때 가장 강렬한 깨달음을 얻었다며 “우리는 아직 배워야 할 것이 많다”고도 했다. 아르테미스 2호는 지난 1일 미 플로리다주 케네디 우주센터에서 발사되고 열흘 만인 전날 오후 8시 7분 지구에 귀환했다. 우주비행사들은 아르테미스 2호의 유인 캡슐인 오리온을 타고 미 샌디에이고 인근 바다에 성공적으로 착수했다. 이들의 귀환 생중계를 해설한 롭 나비아스 미 항공우주국(NASA) 공보관은 “완벽한 정중앙 착수”라고 묘사했다. 지구에 귀환하고 하루 뒤 열린 이날 환영식에서 임무를 완수한 4명의 우주비행사는 열렬한 환호를 받으며 감격을 감추지 못했다. 이번 임무를 이끈 리드 와이즈먼 사령관은 “지구에서 20만 마일 이상 떨어져 있다는 것이 발사 전엔 세상에서 가장 위대한 꿈인 것 같지만, 막상 거기 나가 있을 땐 그저 가족과 친구에게 돌아가고 싶을 뿐이었다”고 우주에 있었을 때의 심정을 전했다. 이어 “인간이라는 것은 특별한 일이고, 지구에 산다는 것도 특별한 일”이라고 강조했다. 그는 동료 대원들의 이름을 부르며 “우리는 영원히 하나로 묶여 있다”고 덧붙였다. 아르테미스 2호는 열흘간의 임무 동안 달의 다양한 모습을 관찰하며 나사의 다음 프로젝트인 ‘달 기지 건설’을 위한 첫걸음을 마련했다. 특히 이번 임무에서 아르테미스 2호는 인류 역사상 지구에서 가장 멀리 떨어진 지점에 도달하는 기록도 썼다. 재러드 아이작먼 나사 국장은 “이는 시작일 뿐이고, 우리는 2028년 달에 착륙하고 기지를 건설할 때까지 정기적으로 임무를 수행할 것”이라고 강조했다. 도널드 트럼프 미 대통령도 트루스소셜에 “대단하고 재능 있는 아르테미스 2호 우주비행사들에게 축하를 전한다. 전 여정이 극적이었고 착륙은 완벽했다”고 전했다. 이어 “여러분을 곧 백악관에서 만나길 바란다”며 “우리는 이를 또다시 해나갈 것이고 다음 단계는 화성”이라고 덧붙였다. 마크 카니 캐나다 총리도 엑스(X)를 통해 캐나다 출신으로 미국의 달 탐사 임무에 참여해 최초의 비(非)미국인 우주비행사가 된 제러미 핸슨을 언급하며 “역사적인 발자국을 남긴 핸슨 대령과 팀을 축하한다. 집에 온 것을 환영한다”고 밝혔다.

아르테미스 II 임무는 50여년 만에 다시 인류를 달 궤도까지 보냈지만, 사실 끝이 아니라 앞으로 계획된 수많은 임무 가운데 첫 유인 임무일 뿐이다. 현재 예산 확보에 어려움을 겪고 있긴 하지만, 미 항공우주국(NASA)은 아르테미스 IV 임무에서 인류를 다시 달에 착륙시키고 2028년 이후에는 매년 우주선을 보내 달 유인기지를 건설한다는 계획이다. 영구적인 유인 달 기지를 건설하기 위해 가장 중요한 자원은 바로 물이다. 물은 식수와 생활용수로 사용되는 것은 물론 달 기지에서 작물을 재배하거나 혹은 수소와 산소로 분해해서 로켓 연료로도 사용될 수 있다. 이 많은 물을 지구에서 가져가는 것보다 현지에서 조달할 수 있다면 인류의 우주 진출은 한결 쉬워질 전망이다. 물론 달 표면은 낮에는 섭씨 100도 이상, 밤에는 영하 170도 이하로 온도가 떨어지는 극한 환경으로 표면에 물이 있더라도 낮에 모두 증발해 사라질 수밖에 없다. 하지만 과학자들은 달의 극지방에 있는 크레이터 안쪽에는 영원히 햇빛이 도달하지 않는 영구 음영 지역이 있다는 사실을 알아냈다. 이론적으로 이곳에 얼음이 존재한다면 수십억년 동안 동결 보존될 수 있는 것이다. 실제로 NASA의 달 정찰 궤도선(LRO)에 탑재된 라이먼 알파 매핑 프로젝트(LAMP)를 통해 과학자들은 일부 남극 크레이터에서 얼음으로 추정되는 물질을 발견한 바 있다. 하지만 LRO 데이터에서는 달 표면의 얼음이 예상과 달리 모든 분화구에 균일하게 분포하지 않고 매우 불규칙하게 나타났다. 최근 콜로라도 볼더 대학교 대기 및 우주 물리학 연구소(LASP)의 폴 헤인 박사팀은 이 불규칙한 분포 패턴을 분석하여 달의 물 축적 메커니즘에 대한 중요한 단서를 찾아냈다. 연구팀은 거대한 혜성이 충돌하여 한꺼번에 대량의 물이 유입되었다는 가설을 검토했으나, 얼음의 분포가 가장 오래된 크레이터에 집중되어 있다는 점을 근거로 이 가설을 배제했다. 만약 거대 혜성 충돌이 원인이라면 시기와 무관하게 몇 개의 크레이터에만 얼음이 집중될 것이기 때문이다. 관측 결과는 달이 약 30억년에서 35억년 전부터 현재까지 매우 긴 시간 동안 지속적이고 서서히 물을 축적해 왔을 가능성을 시사한다. 연구팀은 과거 달 내부의 화산 활동으로 인해 심층부의 물이 표면으로 분출되었거나, 여러 혜성 및 소행성의 충돌, 혹은 태양풍에서 유입된 수소가 달 표면 광물의 산소와 결합하는 화학적 과정 등을 통해 달의 물이 수십억년간 형성되었다고 주장했다. 그리고 이런 요인 가운데 태양풍을 통해 끊임없이 유입되는 수소가 크레이터 내부의 저온 상태(Cold Trap)에 갇히면서 얼음 형태로 저장되었을 가능성이 매우 높다는 것이 연구팀의 결론이다. 이러한 메커니즘을 고려할 때, 오랜 기간 햇빛이 차단되어 온 달 남극의 크레이터, 특히 하워스(Haworth) 크레이터가 막대한 양의 얼음을 보유하고 있을 최적의 후보지라는 게 연구팀의 설명이다. 따라서 앞으로 남극 크레이터에 대한 탐사가 달 탐사의 미래를 결정지을 수 있는 중요한 이정표가 될 것으로 보인다. 과학계는 향후 얼음의 존재와 분포를 더욱 정밀하게 확인하기 위해 달 소형 적외선 영상 시스템(L-CIRiS)과 같은 첨단 장비를 활용할 계획이다. NASA는 2027년 말 달 남극 부근에 이 새로운 관측 장비를 배치할 예정이며, 이를 통해 확보될 정확한 수자원 데이터는 향후 아르테미스 임무를 비롯한 인류의 지속 가능한 달 거주 가능성을 판가름하는 결정적인 근거가 될 전망이다.

1969년부터 1972년까지 인간을 여섯 번 달에 보냈던 아폴로 프로그램 이후 반세기 만에 우주비행사 4명이 지금 달 궤도를 돌고 있다. 지난 1일(현지시간) 미항공우주국(NASA)은 유인 우주선 오리온과 우주발사체 SLS로 구성된 아르테미스 2호 발사에 성공했다. 마지막까지 성공적으로 비행을 완수하기를 기대한다. 아르테미스 2호의 실제 임무는 달을 넘어서는 심우주 환경에서의 생명 유지 기술을 비롯한 유인 비행의 안전성 검증과 우주선의 안정성 확보에 있다. 아르테미스 프로그램의 본질은 단순한 달 탐사가 아니라 달을 거점으로 화성과 외행성 등 심우주로 인류의 활동 영역을 확장하려는 거대 장기 프로젝트다. 과거 아폴로 프로그램은 냉전 시대 경쟁의 산물이라는 측면이 있어 엄청난 비용 투입에 비해 미미한 경제적 효과로 중단됐다. 그렇지만 세상이 많이 변했다. 지구의 에너지와 자원의 한계가 확실해지는 지금 아르테미스 프로그램은 ‘우주 경제권’ 구축과 선점이라는 목표를 분명히 하고 있다. 달은 인류가 도달해야 할 종착지가 아니라 더 먼 우주로 나아가는 허브로 위상이 바뀌고 있다. 달에 있는 자원을 활용하는 현지 자원 활용, 달 기반 연료 생산, 심우주 탐사를 위한 베이스캠프로서의 역할에 군사적·전략적 중요성까지 더해지며 달과 우주는 국가 간 새로운 경쟁의 무대가 됐다. 특히 중국은 우주 패권을 거머쥐기 위해 미국과 치열한 경쟁을 예고하고 있다. 이런 흐름 속에서 한국은 2021년 달과 심우주 탐사를 위한 국제 규범인 아르테미스 약정에 가입했고 2022년 발사된 달 궤도선 다누리의 섀도캠으로 달의 영구 음영 지역을 촬영해 아르테미스 3호의 착륙 후보지 탐색에 기여하고 있다. 이번에 발사된 아르테미스 2호에는 우주 방사선 측정을 위한 한국의 큐브위성이 실려 있을 뿐 아니라 우리 기업들의 반도체에 대한 방사선 내성 실험도 포함돼 있다. 현재 우리는 2032년 달 착륙선 발사를 목표로 독자적 탐사 역량을 확보하기 위해 노력 중이다. 본격적인 우주 경쟁 시대에 주도 그룹에 들기 위해서는 일단 달 탐사 프로그램을 더 확대하고 속도를 높이는 작업이 우선돼야 한다. 단발성 계획에 그치는 것이 아니라 단계적·연속적 임무를 통해 기술과 경험을 축적할 수 있도록 보다 전략적으로 접근해야 한다. 특히 주도적인 우주 탐사가 가능하려면 우주발사체 분야에서 발사 비용의 혁신을 가져올 재사용 차세대 발사체 개발과 대형 저비용 발사체 확보가 필수다. 이를 위해서는 민간 참여 확대와 국제 협력을 통한 산업 생태계 구축도 병행돼야 한다. 최근 국제 에너지, 자원 확보 경쟁 상황만 보더라도, 자원이 부족한 우리에게 광대한 우주의 자원과 에너지는 미래 핵심 생존 전략이 될 수밖에 없다. 세계 동향을 보더라도 달과 화성을 포함한 우주 영토 선점은 선택이 아닌 필수가 되고 있다. 달 탐사선 아르테미스가 열어 가는 새로운 시대 앞에서, 우리는 더 빠르고 더 과감한 실행으로 대응해야 한다. 한영민 한국항공우주연구원 발사체연구소장

태양계의 가장 안쪽 행성인 수성은 인류에게 여전히 정복하기 까다로운 불모의 땅이다. 태양과 지나치게 가까운 탓에 표면 온도가 극도로 높을 뿐만 아니라, 태양의 강력한 중력이 작용하는 구역이라 탐사선이 안정적인 공전 궤도를 유지하기 위해서는 많은 양의 연료를 소모해야 하기 때문이다. 결국 발사할 때 더 많은 양의 연료를 탑재해야 해서 비용은 증가하고 연료가 금방 바닥나 임무 기간은 짧아지는 한계가 있다. 이러한 물리적 한계를 극복하기 위해 최근 브라운 대학교 연구팀은 전통적인 추진 방식 대신 태양빛을 동력으로 사용하는 ‘솔라 세일(Solar Sail, 태양 돛)’을 이용한 수성 탐사 방안을 제안했다. 연구팀은 최근 열린 제57회 달 및 행성 과학 학회(LPSC)에서 디스커버리급 탐사선인 ‘머큐리 스카우트(Mercury Scout)’의 개념을 공개하며 수성 탐사의 새로운 가능성을 제시했다. 디스커버리급 임무는 나사(NASA)가 추진하는 저비용 고효율 탐사 프로그램으로, 10억 달러 미만의 예산으로 개발 속도를 높여 특정 과학적 목표를 달성하도록 설계됐다. 과거 수성 궤도에 최초로 진입했던 메신저(MESSENGER) 탐사선 역시 이 등급에 해당한다. 메신저 탐사선은 임무 기간 동안 수성을 4104회 선회하면서 10TB 용량의 수성 사진을 촬영하여 지구로 전송해 수성 전체의 지도를 완성했다. 이어 표면 온도가 300도까지 올라가는 수성의 영구 그늘 지역에서 얼음을 발견하는 과학적 쾌거를 이룩했지만, 임무 수행 4년 만인 2015년 연료가 고갈되어 임무를 종료했다. MRO(Mars Reconnaissance Orbiter) 같은 화성 탐사선이 화성 궤도에서 20년 넘게 현역인 점을 생각하면 아쉬운 대목이다. 머큐리 스카우트가 채택한 솔라 세일 방식은 연료 탑재 공간이 부족한 소형 탐사선의 약점을 보완할 수 있는 새로운 대안이다. 수성에 가까워질수록 태양 중력에 의해 가속된 탐사선을 감속시키기 위해서는 막대한 연료가 필요하지만, 솔라 세일을 활용하면 태양에서 방출되는 광자의 압력(복사압)을 이용해 연료 소모 없이 가속과 감속을 자유롭게 조절할 수 있기 때문이다. 바람의 힘으로 움직이는 범선이 연료 고갈의 걱정에서 자유로운 것과 마찬가지다. 머큐리 스카우트의 핵심 목표는 고해상도 협각 카메라(NAC)를 탑재해 수성 지표면의 지질학적 특징을 정밀하게 촬영하는 것이다. 이 탐사선이 목표로 하는 해상도는 픽셀당 최대 1m 수준으로, 이는 과거 메신저 탐사선이 제공했던 20m 해상도를 압도하는 수치다. 현재 달 궤도선(LRO)이 0.5m 해상도로 달 표면을 촬영하는 것과 비교해도 손색없는 수준의 데이터를 수성에서 얻게 되는 셈이다. 다만 고해상도 촬영은 필연적으로 좁은 시야각을 가질 수밖에 없어 전체 지도를 작성하는 데 오랜 시간이 걸린다. 하지만 연료를 태양에서 끊임없이 공급받는 솔라 세일은 이러한 연료 고갈의 걱정이 없어 장기 임무 수행에 있어 최적의 선택지가 될 수 있다. 솔라 세일 추진 기술은 이미 실전 테스트를 통해 성숙 단계에 진입했다. 2010년 일본의 이카로스(IKAROS)와 2019년 미국 행성협회의 라이트세일-2(LightSail-2)가 성공적으로 돛을 펼쳤으며, 2024년 4월 발사된 NASA의 첨단 복합 태양 돛 시스템(ACS3) 역시 8월에 돛 전개를 완료하며 성능을 입증했다. 솔라 세일은 추력이 미세한 특성상 머큐리 스카우트와 같은 초경량 소형 탐사선에 적합하다. 연구팀은 무게를 줄이기 위해 고해상도 카메라와 통신 장비만을 갖추고, 메신저나 아카츠키 탐사선에서 검증된 얇고 가벼운 평면형 고이득 안테나를 탑재할 계획이다. 물론 수성 궤도에서의 임무는 여전히 가혹한 환경과의 싸움이다. 태양과 극도로 가까운 거리에서 발생하는 엄청난 복사열은 탐사선의 전자 장비를 순식간에 망가뜨릴 수 있다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 탐사선이 수성 표면 위 200㎞에서 1만㎞ 사이를 오가는 긴 타원 궤도를 비행하도록 설계했다. 가능한 수성의 그림자 속에 머무는 시간을 늘려 기체의 온도를 낮추는 방식이다. 현재는 제안 수준이지만, 앞으로 기술적 타당성을 검증하고 예산을 확보해 실제로 발사될 수 있다면 머큐리 스카우트는 솔라 세일이라는 신기술을 장거리 우주 탐사에서 실증하는 무대가 될 것으로 보인다. 그리고 단지 수성의 남은 비밀을 파헤칠 뿐 아니라 태양계 탐사에 솔라 세일이라는 새로운 공식을 도입할 수 있을 것으로 기대된다.

“국내외 위성발사 수요 적극 발굴제2우주센터 기획안 11월까지 마련나로센터 민간 발사장 내년 개방” “상용 발사 서비스 시장을 준비하고 빨리 뛰어들어 우주경제 시대에 뒤처지지 않아야 한다.” 지난 2월 취임한 오태석(58) 우주항공청장은 8일 서울 종로구 한 식당에서 출입기자들과 간담회를 열고 “우주경제 시대를 준비하기 위해 지금부터라도 상용 발사 서비스 시장을 준비하고 빨리 뛰어들어야 한다”고 밝혔다. 오 청장에 따르면 위성 대량생산 시대가 열리면서 위성 발사 서비스에 대한 수요도 급증하고 있다. 미국 민간기업 스페이스X가 발사체 시장을 주도하고 있지만 자체 물량을 소화하기도 어려운 게 현실이다. 오 청장은 “재사용 가능한 차세대 발사체 개발이 완료되는 2035~2040년에 뛰어들면 늦다. 한국형 발사체인 누리호를 2032년까지 연 1회 이상 발사하면서 신뢰성과 운용 경험을 축적할 계획”이라고 강조했다. 이어 “나로우주센터 여건을 따져보면 최대 연간 4번까지 발사가 가능한 만큼 민간 기업들과 협력해 국내외 위성 발사 수요를 적극적으로 발굴할 것”이라고 말했다. 민간 우주기업들도 재사용 가능한 상용위성 발사체로 개발 중인 차세대 발사체 개발 전까지는 발사체 신뢰성을 높이고 국내 우주산업 생태계를 활성화하는 방안으로 누리호의 반복 발사를 요청해왔다. 상용 발사를 위해서는 발사장 인프라도 중요하기 때문에 현재 전남 고흥군 나로우주센터의 고도화 작업과 함께 2035년 이후 재사용 발사체 시대를 대비해 제2우주센터 구축 기획안도 올해 11월까지 마련할 계획이다. 오 청장은 소형 발사체를 개발하고 있는 민간 우주기업들을 지원하기 위해 나로우주센터에 구축 중인 민간 전용 발사장도 내년부터 개방할 계획이라고 밝혔다. 오 청장은 지난 1일(현지시간) 발사한 미국 항공우주청(NASA)의 유인 달 궤도선 아르테미스Ⅱ에 탑재된 큐브 위성 ‘K-RadCube’가 아직까지 유의미한 교신을 주고받지 못한 부분에 대해서 “예정된 임무를 수행하지 못했다고 해서 실패라고 보기는 어렵다”고 설명했다. 그는 “유인 탐사선에 실린 첫 한국 탑재체로 지상국과 교신에는 실패했지만 우리 민간 기업이 우주탐사용 위성 개발을 주도하고 임무 전 과정을 독자적으로 수행하며 확보한 경험은 우리 달 탐사 계획에서 쓰일 수 있는 소중한 자산”이라고 덧붙였다. 한편 오 청장은 “우주청은 연구기관이 아니라 중앙행정기관”이라며 현재 일반 공무원 중심의 차장 조직과 외부 전문가 중심의 우주항공임무본부로 이원화된 구조를 하나로 통합하는 조직 개편을 예고했다. 그는 “조직 신설 당시 의도와 달리 두 조직 간 협업이 안 되고 단절돼 있다는 지적을 잘 알고 있다”며 “원팀으로 어떻게 국가 임무를 수행할지, 조직을 어떻게 운용해야 할지 세밀히 보고 있다”고 밝혔다.

운석 부딪히는 섬광 6번 관찰하고1시간 동안 지속되는 일식 등 목격분화구에 ‘인테그리티’·‘캐럴’ 명명트럼프 “현대의 개척자” 축하 인사 반세기 만에 달을 향해 떠난 미국 항공우주국(NASA)의 유인 탐사선 ‘아르테미스 2호(Ⅱ)’가 지구에서 가장 먼 곳에 도달해 달의 뒷면 등을 관측했다. 6일(현지시간) NASA에 따르면 아르테미스 2호의 우주비행사 4명은 이날 오후 7시 2분 지구로부터 약 40만 6771㎞ 떨어진 곳에 도달했다. 이들은 1970년 아폴로 13호가 세운 40만 171㎞를 넘어 역사상 지구로부터 가장 멀리 떨어진 지점을 비행한 인류가 됐다. 우주비행사 제레미 핸슨은 “인류가 지구에서 가장 멀리 떨어진 이 순간, 우주 탐사에 앞장섰던 선조들에게 경의를 표한다”면서 “우리가 세운 이 기록이 오래 지속되지 않도록 현세대와 다음 세대가 계속해서 도전하는 것이 무엇보다 중요하다”고 소감을 전했다. 아르테미스 2호 우주비행사들은 이날 달 표면을 집중적으로 관찰했다. 우주선의 창문이 작아 4명의 우주비행사는 두 명씩 짝을 지어 관측 임무를 수행했다. 아르테미스 2호가 달의 뒤편으로 넘어갈 때 지구 관제팀과의 통신이 일시적으로 끊겼으나 예정대로 약 40분 후 재개됐다. 우주비행사들은 그 사이 지구가 달 위로 떠오르는 ‘어스 라이즈’를 관찰했다. 관측 후반부에는 우주선과 달, 태양이 일렬로 정렬되며 1시간 동안 지속된 일식을 목격했다. 일식이 지속되는 동안 운석이 달에 부딪히면서 발생한 여섯 번의 섬광도 관찰했다. 우주비행사들은 달 주위를 돌며 분화구와 분지도 관측했다. 달 표면 약 6545㎞까지 접근한 이들은 맨눈으로 달을 관찰하고 달의 지형을 카메라에 담았다. 우주비행사들은 새로 발견한 두 개의 분화구에 이름도 붙였다. 하나는 우주선의 애칭인 ‘인테그리티’이고, 다른 하나는 2020년 암으로 세상을 떠난 사령관 리드 와이즈먼의 아내의 이름을 딴 ‘캐럴’이다. NASA는 이들이 제안한 이름을 추후 국제천문연맹(IAU)에 제출할 것이라고 밝혔다. 도널드 트럼프 대통령은 이날 백악관 오디오 연결을 통해 직접 우주비행사들에게 축하 인사를 건넸다. 트럼프 대통령은 “여러분은 역사를 만들었고, 모든 미국인을 자랑스럽게 해줬다”며 이들을 “현대의 개척자들”이라고 칭했다. 임무를 마친 우주비행사들은 지구 귀환길에 올랐다. 이들은 오는 10일 샌디에이고 인근 태평양에 도착할 예정이다.

공기 채워서 압력 유지 시험하고좌석 설치 탑승·음식 섭취 등 점검개인 맞춤… 내구·통기성 개선도 54년 만에 재개된 유인 달 탐사 프로젝트 ‘아르테미스 2호(Ⅱ)’가 비행 5일 차인 6일(현지시간) 달의 중력권으로 진입했다. 미국 항공우주국(NASA)은 전날 텍사스 휴스턴의 존슨 우주센터에서 달 궤도 근접 비행을 앞두고 기자회견을 열어 우주비행사 4명의 실시간 활동을 공유했다. 달 궤도에 진입한 우주비행사들은 하루 종일 주황색의 우주복을 시험했다. ‘오리온 승무원 생존 시스템’으로 불리는 이 우주복은 우주선의 발사 및 재진입 과정에서 비행사들을 보호한다. 또 우주선의 압력이 떨어지는 비상 상황에서 최대 6일 동안 산소를 공급할 수 있다. 아르테미스 2호의 대원들은 처음 입어 보는 새로운 우주복을 신속하게 착용한 다음 공기를 채워 넣어 압력을 유지하는 방법을 시험했다. 이어 우주복을 입은 채 좌석을 설치하고 탑승하는 법과 헬멧에 있는 포트를 통해 음식을 섭취하는 법 등 다양한 기능을 점검했다. 1972년 마지막으로 우주인이 탑승했던 아폴로 17호 때까지의 우주복은 진공 상태의 우주에서 생존을 목표로 설계돼 중력에 가까운 압력을 유지하고 산소를 공급하는 것이 핵심 기능이었다. 아르테미스 시대의 우주복은 승무원에 따라 개인 맞춤 크기로 제작됐으며, 지퍼도 개선돼 빠르게 입을 수 있다. 또 우주복의 내구성, 통기성 등 기능도 개선돼 장갑을 착용한 채 터치스크린을 작동시킬 수 있다. 우주인들이 지구로 귀환할 때 캡슐이 바다에 착수한 뒤 탈출하는 상황에 대비해 대원들의 생존을 지원하는 기능도 탑재됐다. 우주복을 주황색으로 만든 것은 바다에서 우주인을 쉽게 발견할 수 있도록 하기 위해서다. 비행 10일 차에 우주인들은 지구로 귀환하게 되는데 유일한 여성 우주인 크리스티나 코크는 “달로 향하는 길에 휴일은 없다”라면서 우주선 내에서 쉼 없이 일하는 모습을 공개했다. 비행 6일 차에 아르테미스 2호 승무원들은 기존 1970년 아폴로 13호의 약 40만㎞를 경신해 지구에서 가장 멀리 이동하는 기록을 세울 예정이다.

반세기 만에 달로 향한 유인 탐사선 ‘아르테미스 2호(Ⅱ)’가 4일(현지시간) 지구보다 달에 더 가까운 지점에 도달하며 순항하고 있다. 6일에는 달을 근접 비행하며 인류 역사상 처음으로 달의 표면 전체를 관측한다. 미국 항공우주국(NASA)은 이날 엑스 등을 통해 “아르테미스 2호가 달까지의 여정 중 3분의 2 지점에 도달했다”며 계획대로 운항 중이라고 밝혔다. 그러면서 “‘오리온’에 탑승한 우주비행사들은 앞으로 연구 계획을 검토하고 우주선 수동 조종을 연습했다”며 달 근접 비행을 준비 중이라고 전했다. 전날 나사는 1972년 아폴로 17호 이후 최초로 지구 궤도를 벗어나 달로 향한 우주비행사 4명과 생중계 기자회견을 진행했다. ABC 뉴스 등에 따르면 흑인 최초의 달 탐사 우주인이 된 빅터 글로버는 “이곳에서 내려다보는 당신(지구인)은 아름답다”며 “당신은 어디에서 왔건, 어떻게 생겼건 하나의 인류”라고 소감을 전했다. 그는 “사람이 해내는 멋진 일을 ‘문샷’이라고 부르는 건 우리가 다른 점을 극복하며 성취하기 때문”이라고 강조했다. 나사는 아르테미스 2호에서 촬영한 지구의 경이로운 모습도 처음 공개했다. 이번 임무의 사령관 리드 와이즈먼이 지난 2일 찍은 사진 속 둥근 지구에는 아프리카, 유럽 대륙 외에도 북극과 남극 인근에 깔린 초록색 오로라까지 보였다. 오른쪽 아래에는 우주의 먼지가 햇빛을 반사시키며 생긴 고깔 모양의 황도광도 눈에 띄었다. 라키샤 호킨스 나사 부본부장 대행은 “4명의 친구(우주비행사)를 제외한 우리 모두가 이 사진에 담겼다”고 말했다. 아르테미스 2호에서 보이는 달과 지구의 모습도 차츰 달라지고 있다. 나사가 “역사가 만들어지고 있다”며 이날 공개한 달의 사진에선 지구에서 관측이 어려운 오리엔탈 분지 일부가 포착됐다. 유일한 여성비행사인 크리스티나 코크는 NBC와 인터뷰에서 “평소 보던 것과 다른 달의 뒷모습”이라고 설명했다. 와이즈먼은 “지구는 거의 개기일식 상태이고, 달은 거의 대낮처럼 밝다”고 했다. 우주비행사들의 일상도 많은 관심을 받고 있다. 이들은 구석이나 우주선에 거꾸로 매달려 쪽잠을 자거나 운동하고 창밖을 보며 지내고 있다. 과거 아폴로 프로젝트에는 없던 9.3㎥ 크기의 화장실이 설치됐지만, 배관이 막히는 등 고장도 발생했다. 우주 화장실 수리는 자신을 ‘우주 배관공’이라고 부른 코크가 주도했다. 코크는 “수리가 끝나자 모두가 안도의 한숨을 내쉬었다”고 전했다. 아르테미스 2호는 아폴로 13호가 세운 기록을 넘어 6일 지구에서 약 40만 7000㎞ 떨어진 지점까지 도달한다는 목표다. 이번에 관측한 달의 지질학적 특성 등은 향후 아르테미스 4·5호의 착륙 지점을 선정하는 데 활용된다.

미국 항공우주국(NASA)의 유인 달 탐사선 ‘아르테미스 2호’에 탑재돼 우주로 향한 우리나라 큐브위성 ‘K-라드큐브’ (K-RadCube)가 발사 이틀 째에도 정상 교신이 이뤄지지 못했다. 5일 우주항공청과 한국천문연구원에 따르면 K-라드큐브 임무운영팀은 위성 사출 이후 지속적으로 교신을 시도했으나 현재까지 의미 있는 신호를 감지하지 못했다. K-라드큐브는 한국시간 2일 오전 7시 35분 발사된 후 당일 오후 12시 58분쯤 고도 약 4만㎞ 지점에서 성공적으로 사출됐지만, 이후 지상국과의 통신에서 난항을 겪고 있다. 운영팀은 해외 지상국 인프라를 동원해 초기 운영을 시도해왔다. 발사 당일 밤 미국 하와이 지상국에서 위성으로부터 일부 신호(텔레메트리)를 수신했지만, 이는 정상적인 데이터가 아닌 비정상 신호로 판명됐다. 이후 사업 주관인 천문연을 비롯해 KT SAT, 나라스페이스 등 운용기관이 발사 이틀 차 오후까지 교신 시도를 이어갔지만 정상 연결에 실패했다. 이번 교신 지연으로 위성에 탑재된 국내 반도체 기술의 실전 검증 계획에도 비상이 걸렸다. K-라드큐브에는 삼성전자와 SK하이닉스의 최첨단 반도체가 탑재돼 심우주 탐사의 관문인 ‘밴앨런 복사대’의 극한 환경에서 오작동 여부를 측정할 예정이었다. 특히 이번 임무는 지상 시뮬레이션을 넘어 실제 우주 궤도상에서 정밀 데이터를 확보해 ‘K-우주 반도체’의 신뢰성을 증명할 핵심 관문이었다. 우주항공청 관계자는 “위성의 상태를 면밀히 분석하며 교신 재개를 위한 모든 기술적 수단을 동원하고 있다”고 밝혔다.

미국 항공우주국(NASA)의 큐리오시티와 퍼서비어런스 로버는 화성 표면을 누비는 ‘이동식 실험실’로서 인류의 화성 탐사에 수많은 과학적 성과를 안겨줬다. 800kg 넘는 무게와 큰 차체 덕분에 다양한 과학 실험 장비를 탑재한 덕분이다. 하지만 너무 느린 속도가 약점으로 지적된다. 화성은 넓은데 로버의 이동 거리는 매우 짧기 때문입니다. 화성 로버들의 이동 속도가 느린 이유는 여러 가지다. 로버의 무게 대비 동력원인 원자력 전지(RTG)의 출력이 낮은 데다, 지구에서 직접 통제를 받다 보니 통신 지연 시간이 발생합니다. 지구와 화성 사이의 거리에 따라 신호를 주고받는 데만 짧게는 4분에서 길게는 22분 이상(왕복 기준 최대 44분 이상) 소요돼 즉각적인 대응이 불가능합니다. 여기에 바퀴를 이용해 이동하는 특성상 화성의 거친 암석 지형을 지날 때 전복이나 파손을 막기 위해 극도로 신중하게 움직여야 한다. 한 번 고장 나면 수리가 불가능하니 최대한 조심해서 조금씩 움직일 수밖에 없는 것입니다. 이러한 기존 탐사 방식의 한계를 극복하기 위해 가브리엘라 리게자 박사(유럽우주국 ESA 박사후 연구원)가 이끄는 연구팀은 새로운 대안을 제시했다. 화성의 험난한 지형을 자유롭게 돌파할 수 있는 ‘사족보행 반자율 로봇’을 이용하는 것입니다. 연구팀은 취리히 연방 공과대학교(ETH Zurich) 로봇 시스템 연구소 및 ETH Zurich Space, 취리히 대학교, 베른 대학교와 협력해 이미 산업계에서 그 성능이 검증된 사족보행 로봇 ‘애니멀(ANYmal)’을 기반으로 한 화성 탐사 모델을 개발하고 있습니다. 최근 발표한 연구에서 애니멀은 미세 현미경 이미지 센서인 ‘MICRO’와 ESA-ESRIC 우주 자원 챌린지를 위해 특수 제작된 ‘휴대용 라만 분광기’를 탑재한 로봇 팔을 장착하고 테스트를 진행했습니다. 연구팀은 바젤 대학교 내에 조성된 모의 화성 환경인 ‘마스레이버(Marslabor)’에서 이 사족보행 로봇을 테스트했습니다. 이 로봇이 네 다리를 이용해 울퉁불퉁한 지형을 쉽고 안전하게 이동할 수 있는지 검증하는 것과 함께 연구팀의 중요한 목표는 인간의 지시를 기다리지 않고 스스로 탐사했을 때 진짜 속도가 더 빠르고 충분한 과학적 성과를 거둘 수 있는지입니다. 연구팀은 전문가가 실시간으로 개입하는 ‘전통적 단일 목표 탐색 방식’과 로봇이 스스로 판단해 여러 지점을 순차적으로 탐사하는 ‘반자율 다중 목표 전략’을 비교했습니다. 연구 결과 반자율 임무의 속도가 훨씬 빠른 것으로 나타났습니다. 인간이 대략적인 목표 영역만 지정해 주면 로봇이 스스로 임무를 수행하는 반자율 방식은 완료까지 약 12~23분이 소요된 반면, 사람이 모든 과정을 직접 조종했을 때는 유사한 임무에 41분이 걸렸습니다. 속도는 두 배 이상 빨라졌지만, 과학적 분석의 정확도와 성공률은 높은 수준을 유지했습니다. 좀 더 구체적으로 설명하면 애니멀은 자율적으로 목표물을 선정해 접근한 뒤, 로봇 팔을 이용해 장비를 배치하고 분석된 이미지와 스펙트럼 데이터를 전송하는 데 성공했습니다. 특히 탄산염암이나 현무암뿐 아니라 행성 탐사에서 핵심 자원으로 꼽히는 감람석, 사장석 등 다양한 암석 유형을 정확히 구분해냈습니다. 또 로봇이 탐사한 루틸과 같은 산화물이나 달의 구성 성분과 유사한 사장석 등은 향후 우주 거주지 건설이나 자원 확보 임무에서 매우 유용한 정보가 될 수 있습니다. 이번 연구는 미래 화성 및 달 탐사에서 인공지능(AI) 기반의 자율 혹은 반자율 로봇이 탐사 기간을 단축하거나 같은 기간에 더 많은 성과를 거둘 수 있음을 보여줬습니다. 물론 아직은 연구 단계로 바로 인공지능 로봇을 화성에 투입하는 것은 아니지만, 미래 화성 탐사에서 상당히 유망한 신기술이 될 가능성이 높아졌습니다. 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘우주 기술 프런티어(Frontiers in Space Technologies)’ 2026년 최신호에 게재됐습니다.

미국 항공우주국(NASA)이 50여년 전 ‘아폴로 프로젝트’로 여섯 차례나 찾았던 달에 다시 ‘아르테미스Ⅱ’를 보낸 배경에는 미중 우주 패권 경쟁이 자리하고 있다. 1957년 소련이 세계 최초의 인공위성 ‘스푸트니크’를 발사할 당시 충격처럼 중국의 ‘우주 굴기’에 대한 위기감이 미국을 다시 달로 이끌었다는 분석이 나온다. BBC는 1일(현지시간) 아르테미스Ⅱ 발사에 대해 “도널드 트럼프 대통령의 ‘미국 우선주의’를 적용할 기회”라며 “성공하면 미국이 중국과의 경쟁에서 우위를 확보하고 달의 ‘골드러시’ 가능성을 열고 국민 통합도 이끌 수 있다”고 평가했다. 중국은 2030년까지 중국인을 달에 착륙시킬 계획이다. 2004년부터 달 탐사 프로젝트 ‘창어’(달의 여신 항아)를 시작했고, 2007년 무인 우주탐사선 ‘창어 1호’를 발사했다. 2013년 12월 ‘창어 3호’를 달 앞면에 보낸 뒤 2019년 1월 ‘창어 4호’를 지구에서 보이지 않는 달 뒷면에 세계 최초로 착륙시켰다. 2024년 6월에 ‘창어 6호’는 세계 최초로 달 뒷면 토양을 채취해 지구에 가져 왔다. 올해는 달 남극에서 물과 얼음 탐사를 통해 달에 물이 존재한다는 것을 세계 최초로 규명할 계획이다. 마이클 그리핀 전 NASA 국장은 지난해말 “중국이 먼저 달에 착륙하기 전에 우리가 다시 달에 갈 수 없을 수도 있다”며 미국이 외려 뒤처질 수 있다는 위기감을 표출했다. 이는 미중 간 달 자원 선점 경쟁으로 이어진다. 미국 폭스뉴스는 “중국의 계획은 오래 걸리지 않을 것”이라며 “중국이 인류의 달 착륙만 재현하는 것만으로도 심우주 탐사 프로파간다 승리를 자축할 것이며 달 극지방 얼음에 대한 소유권을 주장할 수 있다”고 전했다. 달 극지방의 얼음 형태 물은 달 기지 건설 시 식수, 장비 냉각, 산소 생산 등에 쓰일 수 있다. 달에는 헬륨-3이나 희토류 등의 자원도 있다. 미국도 급해졌다. 2019년 ‘아르테미스’ 프로젝트를 발표했지만 2024년 달 착륙 계획은 연료 누출 등이 반복되며 지연됐다. 트럼프 대통령은 지난해 12월 행정명령을 통해 2028년까지 미국 우주비행사를 달 표면에 착륙시키고 2030년까지 달 기지를 설치할 것을 지시했다. 이에 향후 ‘아르테미스Ⅲ’는 달 착륙선 랑데부(상호 접근 기동) 및 도킹을 하고, ‘아르테미스Ⅳ’는 우주비행사를 달 표면에 보내게 된다. 특히 NASA는 지난달 200억 달러(약 30조원)를 들여 달 기지를 세우겠다고 밝혔다. 3단계로 인간의 영구적인 체류가 가능하게 만든다는 구상이다. 이는 달을 넘어 화성, 목성 등 심우주로도 뻗어나갈 첫걸음이 될 예정이다. 미국은 최초의 화성 유인 탐사도 계획하고 있다. 최근 NASA는 2028년 말까지 화성으로 향하는 핵 추진 우주선을 띄운다는 계획을 내놓았다. 우주선에 싣고 간 헬기를 통해 인간이 착륙할 장소도 확인하겠다는 것이다. NASA는 우주비행사의 달 착륙 경험을 토대로 화성 탐사를 진행하겠다는 입장이다. 재러드 아이작먼 NASA 국장은 CBS방송에 “(아르테미스Ⅱ가) 화성에 성조기를 꽂을 우주비행사들을 위한 길을 닦아줄 것”이라고 말했다. 아직은 우주 기술력 부문에서 미국이 중국을 앞선다는 평가가 우세하다. 조광래 전 한국항공우주연구원장은 “로켓 엔진의 성능과 효율 면에서 미국은 월등하다”며 “미국은 배기가스를 다시 연소실로 넣어 효율을 극대화하는 엔진을 사용하는 반면, 중국 로켓은 상당수가 배기가스를 외부로 배출하는 방식에 머물러 있다”고 말했다. 이어 “인공위성의 해상도나 심우주 통신 정밀도 측면에서도 미국이 중국을 압도하고 있다”고 설명했다. 다만 미국은 정권에 따라 우주 정책이 오락가락한 반면 중국은 일관성 있게 밀어붙이고 있다고 했다. 중국의 국가 중앙집권형 모델과 미국의 민관 합동 모델 간 경쟁도 향후 관전 포인트다. 중국의 목표가 세계 최초의 기록을 세우는 ‘우주 굴기’에 있다면, 미국은 실질적인 우주 거주와 경제권 확보에 집중한다. 민현기 산업연구원 부연구위원은 “미국은 공공 수요를 통해 민간 생태계를 구축해왔고, 이제는 민간 주도의 우주 시장이 가능해진 것”이라며 “한국도 공공과 국방 수요를 묶어 기업에 매력적인 시장을 먼저 만들어줘야 한다”고 제언했다.

대기업·신생 우주기업 시너지 확인삼성전자, 차세대 패키지 내성 평가하이닉스, 메모리 데이터 안전성 검증 미국 우주항공국(NASA)의 유인 달 탐사선 ‘아르테미스 Ⅱ’가 2일 발사에 성공하면서, 54년 만에 달을 향한 인류의 귀환을 넘어 자원 채굴 등 ‘달 경제(Lunar Economy)’ 시대가 막을 올렸다. 특히 한국의 초소형 위성 ‘K-라드큐브’가 아르테미스에 동승했고, 여기에 삼성전자 및 SK하이닉스의 반도체가 함께 실렸다. 우리나라 역시 미래 우주 산업의 핵심 공급망에 진입하기 위한 시험대에 오른 셈이다. 삼성전자와 SK하이닉스가 위성에 ‘부탑재체’ 형식으로 반도체를 실어 보낸 것은 우주의 가혹한 환경에 노출시키기 위해서다. 유인 탐사의 필수 조건인 방사선 내성을 실전에서 증명하고 기술적 신뢰성을 확보하려는 취지다. 이날 발사 약 5시간 뒤 고도 약 4만km 지점에 도달한 K-라드큐브는 향후 강력한 고에너지 입자가 밀집해 우주비행사에게 치명적일 수 있는 밴앨런대의 방사선을 고도별로 정밀 측정한다. 삼성전자는 이번 미션에서 머리카락 굵기의 수만 분의 일에 불과한 나노미터급 회로와 입체(3D) 구조를 갖춘 차세대 반도체 패키지(MCM)의 내성을 평가한다. 반도체 회로가 미세해질수록 미량의 방사선에도 데이터가 튀거나 기기가 멈추는 오류가 생기기 쉬워, 이번 테스트는 삼성의 초미세 공정 기술이 우주에서도 통한다는 증거가 될 수 있다. SK하이닉스는 공기가 없는 진공 상태와 뜨거운 태양 복사열이 반복되는 극한 환경에서 메모리 속 데이터가 깨지지 않고 안전하게 유지되는지를 검증한다. 한국천문연구원과 협업해 우주의 열기를 견딜 수 있는 특수 설계 보드를 제작했으며, 위성 내부 센서를 통해 반도체가 열에 어떻게 반응하는지 실시간으로 살핀다. 머지않은 미래에 달이나 우주 공간에 세워질 데이터센터에서도 국산 메모리가 안정적인 저장 능력을 보장할 수 있다는 실전 데이터를 마련하는 것이 실험의 핵심이다. 이번 미션은 대기업과 뉴스페이스 기업의 기술력이 결합된 ‘K-우주 원팀’의 시너지를 확인했다는 점에서도 의미가 크다. 위성 제조 기업인 나라스페이스테크놀로지는 NASA의 안전 기준을 충족하는 시스템 통합을 주도했고, KT SAT은 심우주 통신 인프라를 통해 지상과의 데이터 송수신을 책임진다. 이런 행보의 배경에는 거대한 우주 경제권의 부상이 깔려 있다. 글로벌 컨설팅 그룹 PwC는 달 경제가 2050년까지 연간 1273억 달러(약 192조원) 규모의 매출을 창출할 것으로 내다봤다. 다만 이를 위해선 정부 주도의 탐사를 넘어 민간 중심의 자생적 생태계가 뒷받침되어야 한다.

초기 24시간 지구 돌며 기체 점검생명유지·항법·재진입 체계 검증달 스치듯 선회한 뒤 지구로 귀환위험 줄이며 지속가능 탐사 첫걸음2027~2028년 유인 달 착륙 계획 반세기 만에 인류를 다시 달로 보내기 위한 ‘아르테미스 프로젝트’의 두 번째 우주선이 성공적으로 발사됐다. 1972년 아폴로 17호 이후 54년 만에 사람을 태운 우주선이 달 궤도에 진입하게 됐다. 비행거리 110만 2400㎞에 이르는 이번 유인 달 탐사의 핵심 임무는 네 명의 우주인이 10.3일 동안 달 궤도를 선회하고 안전하게 지구로 귀환하는 것이다. 유인 달 착륙에 앞서 사람을 태운 상태에서 우주 비행이 실제로 안전한지 확인하기 위해 달 근처를 비행하면서 우주선의 핵심 시스템들을 종합적으로 시험한다는 계획이다. 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 우주인을 태운 오리온 우주선은 발사 직후 지구 저궤도에 진입한 다음 처음 24시간 동안 지구를 두 바퀴 돌며 고도를 점차 올리는 ‘지구 고타원 궤도’(HEO) 비행을 한다. 이 과정에서 승무원들은 우주선의 생명 유지 시스템, 통신 장비, 항법 소프트웨어 등의 정상 작동 여부를 정밀 점검한다. 임시 극저온 추진 단계(ICPS)에서 분리된 뒤 다시 근접해 수동으로 조정하는 ‘근접 운영’ 시험을 진행한다. 이는 다음 아르테미스 임무에서 달 착륙선과 도킹할 때 필요한 수동 조종 능력을 검증하기 위한 것이다. 1969년 아폴로 11호가 처음 달 착륙하기 전까지 10번의 시험이 있었는데, 아르테미스 프로젝트에서 달 착륙은 아르테미스Ⅳ에서 이뤄진다는 점을 고려하면 단계가 많이 줄었다. 또 아르테미스Ⅱ는 달 궤도에 진입하지 않고 스치듯 선회 후 귀환하는 ‘자유귀환 궤도’(스윙 바이)라는 비교적 단순한 경로를 선택했다. 자유귀환 궤도는 달까지 갔다가 달 중력에 의해 자연스럽게 궤도가 휘어지면서 별도의 엔진 작동 없이 지구로 돌아오도록 설계된 경로다. 나사가 이런 궤도를 선택한 것은 “오랜만에 사람을 태우고 비행하는 시험이기 때문에 (추진 시스템이 고장 나거나 조종에 문제가 생기는 등) 실패해도 반드시 살아 돌아오게 해야 한다”는 이유 때문이다. 안형준 과학기술정책연구원(STEPI) 우주공공팀 팀장은 “지난 세기 아폴로 계획이 단기적인 달 탐사 계획이었다면 아르테미스는 달에 기지를 만들어 인간이 장기 체류하고 나아가 화성으로 가는 전초 기지를 건설한다는 장기적 목표를 갖고 있다”며 “이번 아르테미스Ⅱ는 단계적으로 위험을 줄이며 장기적 탐사 인프라를 구축하는 지속가능성 중심 프로그램의 일부로 봐야 한다”고 밝혔다. 천체물리학자로 ‘항성’이라는 이름으로 활동하는 과학커뮤니케이터 강성주 박사는 “우주선의 지구 대기권 재진입 과정이 아르테미스Ⅰ에서 무인으로 한 차례 검증됐지만 사람이 탑승한 상태에서는 이번이 처음”이라며 “이번 비행이 성공적으로 완료돼야 2027~2028년의 유인 달 착륙과 이후 아르테미스 후속 임무로 나아갈 수 있다”고 설명했다. 강 박사는 “이번 발사에는 한국의 큐브위성 K-라드가 실려 있고, 2022년에 발사된 한국의 달 탐사선 다누리호가 아르테미스Ⅳ의 착륙지 선정에 필요한 자료를 제공하고 있어 이번 발사는 한국에도 의미가 크다”고 덧붙였다.

미국 항공우주국(NASA)이 발사한 유인우주선 ‘아르테미스Ⅱ’는 과거 아폴로 프로젝트에서 보지 못한 다양한 이정표를 세우게 됐다. 1일(현지시간) BBC, 로이터통신 등 외신에 따르면 아르테미스Ⅱ에 탑승한 우주비행사들은 역사상 최초 기록의 주인공이다. 크리스티나 코크(47)와 빅터 글로버(49)는 각각 달로 떠난 첫 여성 우주비행사, 첫 흑인 우주비행사라는 기록을 썼다. 캐나다 출신의 제레미 핸슨(50)은 미국의 달 탐사 임무에 참여한 최초의 비(非)미국인 우주비행사로 기록된다. 그간 아폴로 프로젝트는 군인 출신의 백인 미국 남성으로 우주비행사를 구성해왔다는 점에서 다양성이 눈에 띈다. 이들과 지휘관인 리드 와이즈먼(50)은 인류 역사상 지구에서 가장 멀리 떨어진 곳에 도달하게 된다. 예정대로라면 오는 6일 지구에서 약 25만 3000마일(40만 7000㎞) 떨어진 지점까지 갔다가 돌아온다. 계획대로 진행되면 아폴로 13호가 1970년 세운 기록인 24만 8655마일(약 40만 171㎞)을 넘어설 전망이다. 종전 기록은 당시 아폴로 13호는 산소 탱크 폭발 사고로 비상 귀환하면서 의도치 않게 세운 것이었다. 역사상 가장 빠른 유인우주선 귀환 기록도 세울 것으로 보인다. 유인 캡슐 오리온의 대기권 재진입 속도는 시속 4만 234㎞로, 아폴로 10호의 시속 3만 9897㎞보다 빠르게 지구로 돌아오게 된다.

미국이 달 탐사를 위한 유인 우주선 ‘아르테미스 Ⅱ’ 발사에 성공하면서 한국의 달 탐사 계획도 박차를 가하게 됐다. 올해 말쯤 한국의 첫 달 착륙지 후보도 윤곽이 드러날 전망이다. 한국은 2022년 달 탐사선 다누리를 발사했고, 달 고도 100㎞ 임무 궤도와 고도 60㎞ 저궤도 진입에 성공한 바 있다. 또한 한국형 발사체 누리호 후속으로 재사용이 가능한 차세대 발사체 개발도 진행 중이다. 우주항공청은 달 착륙, 표면 탐사, 자원 활용, 기지 구축으로 이어지는 단계적 달 탐사 전략을 세웠다. 달 탐사 임무는 2040년대 달 경제기지 구축을 최종 목표로 한다. 이어 달 탐사 원천기술 확보, 달 탐사 능력 고도화 및 상업화가 차례로 진행될 예정이다. 1단계에서는 달 착륙 기술과 달 표면 이동 기술을 검증하고 달 기지 구축 환경 연구를 하며 자원·환경 조사 및 자원 활용 시연 등 원천 기술 확보에 주력하게 된다. 2단계에서는 달 험지 착륙과 착륙 서비스 능력을 확보하고 달의 극지역 자원 활용과 장기 임무 환경 조사, 달의 밤 기간 생존 능력 확보 등 탐사 능력 고도화에 초점을 맞춘다. 최종 달 경제 기지 구축 단계에서는 달 착륙 서비스를 운용하고 국제 달 현지 자원 활용 플랜트 건설에 참여하는 한편 달 기지의 통신, 전력, 건설 등 인프라 구축에 나선다는 방침이다. 이런 계획을 근거로 우선 6년 뒤인 2032년에 달 착륙선이 발사된다. 착륙선은 달 표면 먼지와 우주 환경의 특성 및 상호작용을 이해하고 달 표면의 화학 조성, 자원 탐색, 달 지형·지질 분석 등 임무를 수행한다. 특히 정부는 달 착륙·상용 물류 이동 서비스를 창출하는 민간 산업체를 육성하고 지원하겠다는 계획도 세웠다. 올해 말 선정하는 첫 달 착륙지는 달 표면에서 10일 이상 임무 수행이 가능하고 착륙선 운용과 탑재체의 과학탐사가 용이한 위도 40~70도 범위 지역이 후보로 검토된다. 이런 조건을 충족시키는 유력 후보 지역은 북반구 가트너 충돌구, 앤디미온 충돌구, 라쿠스 모티스 3곳과 남반구의 크라비우스 충돌구, 핑그래 충돌구, 마기누스 충돌구 3곳이다.

‘달의 여신’을 찾는 인류의 여정이 다시 시작됐다. 1일(현지시간) 일몰 무렵인 오후 6시 35분쯤 미국 플로리다주 케네디 우주센터에서 ‘아르테미스 2호(Ⅱ)’가 굉음을 내며 성공적으로 비행을 시작했다. 지휘관 리드 와이즈먼은 지상과의 교신을 통해 “아름다운 달이 떠오른다. 우리는 그곳을 향해 가고 있다”고 말했다. 달 탐사를 위한 유인우주선이 발사된 것은 1972년 12월 같은 곳에서 발사됐던 아폴로 17호 이후 약 54년 만이다. 이날 지구 고궤도로 안착한 아르테미스는 약 25시간 동안 준비를 거쳐 40만㎞가량 떨어진 달로 향한다. 열흘간 비행거리는 총 110만 2400㎞이며, 달에서 약 7400㎞ 떨어진 상공에서 지금까지 관찰하지 못한 달 표면을 눈으로 확인한다. 이후 자유귀환궤적을 따라 10일 샌디에이고 인근 태평양으로 귀환할 예정이다. 아르테미스는 미국의 첫 달 탐사 계획이었던 ‘아폴로’의 후속 프로젝트로, ‘태양의 신’ 아폴로의 쌍둥이 누이 이름에서 명명됐다. 미국은 아르테미스 프로젝트를 통해 향후 인간이 거주할 수 있는 달 기지 건설을 목표로 하고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 2028년 아르테미스 4·5호로 유인 달 착륙에 나선다는 계획이다.

우리에게 익숙한 소행성은 표면에 수많은 크레이터가 있는, 작은 달 같은 모습이다. 따라서 2019년 나사(NASA·미 항공우주국)의 뉴허라이즌스 호가 태양계에서 가장 먼 소행성인 486958 아로코스(Arrokoth, 이전 명칭: 2014 MU69)의 모습을 전송해 왔을 때 많은 사람들이 놀라지 않을 수 없었다. 아로코스는 일반적으로 상상하는 소행성의 이미지와 달리 두 개의 구형 얼음 천체가 붙어 있는 ‘눈사람’ 모양이기 때문이다. 과학자들은 아로코스가 단순히 겉보기만 그런 것이 아니라, 실제로 두 개의 소행성이 접촉해 형성된 접촉 쌍성계(contact binary)라는 사실을 알아냈다. 2020년 나사의 뉴허라이즌스 팀은 두 개의 소행성이 시속 15km의 느린 속도로 가까이 붙어 접촉 쌍성계를 형성한 결과로 분석했다. 하지만 다른 과학자들은 여기에 의문을 품고 새로운 가설을 제시했다. 8일 학계에 따르면 미시간 주립대 대학원생인 잭슨 반스가 이끄는 미국 미시간 주립대학교 연구팀은 새로운 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 일어나기 힘든 소행성 충돌보다 ‘중력 붕괴’(gravitational collapse) 과정이 눈사람 형태를 자연스럽게 만들어낼 수 있음을 입증했다. 이 연구는 왕립 천문학회 월간회보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 발표됐다. 아로코스 같은 눈사람 모양의 소행성은 태양계 외곽에 있는 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에 생각보다 흔해 전체 소행성의 약 10%를 차지하는 것으로 추정된다. 그러나 왜 흔한지는 오랫동안 과학자들 사이에서 논란이 되어 왔다. 간단히 접촉에 의해 생성되기엔 소행성 간의 거리가 매우 멀기 때문이다. 카이퍼 벨트는 화성과 목성 사이의 소행성대와 달리, 천체들이 수백만 km 이상 떨어져 있어 충돌 확률이 극히 낮다. 따라서 충돌설로는 이렇게 접촉 쌍성계가 흔한 이유를 설명할 수 없다. 연구팀은 보다 현실적인 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 태양계 초기에 어떻게 카이퍼 벨트 소행성들이 형성되는지 분석했다. 이전의 컴퓨터 모델들은 충돌하는 천체를 흐르는 덩어리로 취급해, 두 개의 덩어리로 된 독특한 눈사람 형태를 구현할 수 없었지만, 미시간 주립대의 사이버 연구소(ICER)의 고성능 컴퓨팅 클러스터와 새로운 모델 덕분에 이번 연구에서는 천체들이 자기 강도를 유지하면서 서로 부딪히고 접촉하는 현실적인 환경을 시뮬레이션 하는데 성공했다. 연구팀은 태양계 초기 원시행성계 원반(protoplanetary disk)의 먼지 입자들이 점차 뭉쳐져 소행성 크기의 원시 미행성(planetesimal)이 형성되는 과정부터 시뮬레이션 했다. 그리고 이 과정에서 성운이 회전하면서 물질이 안쪽으로 빨려 들어가면, 일부 미행성들이 찢어져 서로 공전하는 두 개의 미행성이 생성될 수 있다는 점을 확인했다. 이 시뮬레이션에서 두 천체는 나선형 궤도를 따라 안쪽으로 이동해 서로 부드럽게 접촉하고 융합하여 최종적으로 눈사람 형태의 접촉 쌍성계를 만들었다. 연구를 주도한 미시간 주립대의 셋 제이컵슨 교수는 “접촉 쌍성계가 전체 소행성의 10%를 차지한다면, 그 형성 과정은 희귀한 일이 될 수 없다”며, “중력 붕괴는 우리가 관측한 것과 잘 맞는 설명”이라고 강조했다. 하지만 반대로 카이퍼 벨트 소행성의 충돌 확률이 낮기 때문에 일단 형성된 접촉 쌍성계는 다른 소행성 충돌로 분리되지 않고, 오랜 시간 동안 안정적으로 존재할 수 있다. 실제로 아로코스 표면에는 크레이터나 충돌 흔적이 거의 없는데, 이는 오랜 시간 동안 충돌 없이 안정적으로 유지됐다는 증거다. 연구팀은 이 모델이 3개 이상의 천체로 구성된 다중성계(triple or higher-order binaries)의 형성 메커니즘을 이해하는 데도 도움이 될 것으로 보고 있다. 현재 연구팀은 더 정밀한 중력 붕괴 모델을 개발 중이며, 향후 NASA의 탐사 임무를 통해 카이퍼 벨트의 더 많은 ‘눈사람’ 소행성이 발견될 것으로 기대하고 있다.

태양계의 행성과 위성들은 모두 정해진 궤도를 따라 규칙적으로 공전하는 것처럼 보이지만, 과학자들은 사실 태양계 역사 초기 상당히 많은 충돌이 있었다는 사실을 알고 있다. 예를 들어 지구와 달 역시 원시 지구와 화성 크기의 원시 행성인 테이아가 충돌해서 생성된 것으로 여겨진다. 옆으로 누운 채 자전하는 천왕성 역시 충돌설이 제기되는 행성이다. 과학자들은 행성뿐 아니라 위성에서도 수많은 충돌의 흔적을 찾아냈다. 3일 학계에 따르면 미국 ‘지적 외계생명체 탐색(SETI) 연구소’의 마티야 추크 박사가 이끄는 연구팀은 최근 토성의 최대 위성 타이탄 역시 과거 다른 위성과 대규모 충돌을 했다는 연구 결과를 발표했다. 토성은 태양계에서 가장 많은 위성을 지닌 행성이지만, 사실 위성 질량의 대부분은 가장 큰 위성인 타이탄이 가지고 있다. 4개의 큰 위성을 지닌 목성과는 대조적이다. 타이탄은 태양계 최대 위성인 가니메데(목성의 위성) 다음으로 큰 위성이며 수성보다도 지름이 약간 크다. 이렇게 큰 위성이다 보니 가까이 있는 위성에게도 중력을 행사하는데, 3대4 궤도 공명을 이루는 위성인 히페리온(Hyperion)이 대표적이다. 히페리온은 360.2㎞×266.0㎞×205.4㎞의 감자 모양 형태의 위성으로 토성의 위성 가운데 8번째로 크다. 하지만 형태가 매우 특이해 다른 위성과는 기원이 다른 것으로 여겨져 왔다. 연구팀은 히페리온이 과거 타이탄에 충돌한 다른 위성의 파편일 가능성을 염두에 두고 연구를 진행했다. 앞서 MIT의 과학자들은 타이탄의 세차운동(자전축이 비틀거리면서 도는 현상)을 조사해 과거 타이탄이 다른 큰 위성과 충돌했을 가능성을 제기한 바 있다. 하지만 토성에는 타이탄 이외에는 비슷한 크기의 위성이 없어 대체 어떤 위성과 충돌했는지 미스터리로 남아 있었다. 이번 연구에서 SETI 연구팀의 시뮬레이션은 과거 충돌한 위성의 궤도가 히페리온과 거의 비슷하다는 점을 밝혀냈다. 충돌한 위성은 히페리온보다 큰 중간 크기 위성으로 충돌 후 남은 파편이 바로 히페리온인 셈이다. 물론 타이탄도 이 충돌로 지각이 파괴되는 큰 충격을 겪었다. 실제로 타이탄 표면에는 큰 크레이터가 없는데, 이는 지각이 최근에 다시 생겼다는 유력한 증거다. 또 이를 통해 이 충돌이 태양계 전체의 나이로 보면 최근인 수억 년 이내에 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이번 연구에서 또 다른 흥미로운 가설은 타이탄과 히페리온의 대형 충돌의 결과로 지금처럼 큰 고리가 생겼을 가능성이다. 토성의 고리는 사실 토성이 생겨난 46억 년 전부터 있었던 것이 아니라 비교적 최근에 생긴 것으로 추정된다. 얼음 입자가 사라지는 속도를 생각하면 그렇게 오래전에 형성됐을 가능성이 낮기 때문이다. 만약 이 고리가 1억 년 전쯤 형성된 것이라면 타이탄과 히페리온의 대충돌의 결과물일 가능성이 높다. 다만 과학자들이 이에 대해 더 자신 있게 말하기 위해서는 추가 증거가 필요하다. 연구팀은 2034년 토성에 도착할 예정인 나사의 드래곤플라이 탐사선이 타이탄에 대해 큰 기대를 걸고 있다. 드래곤플라이 탐사선은 타이탄 표면을 이동하면서 많은 정보를 수집할 예정이다. 여기서 타이탄의 과거와 현재에 대한 많은 정보가 얻어질 것으로 기대된다.