미 항공우주국(NASA)은 2020년 대에 달에 인류를 다시 보내기 위해 준비 중이다. 그런데 달은 물론이고 그 너머 우주 공간에 안전하게 우주 비행사를 보내기 위해서는 극복해야 할 문제가 몇 가지 있다. 그중 하나가 먼 우주에서 나오는 고에너지 입자와 방사선이다. 지구는 강력한 지구 자기장과 대기로 우리를 보호해 주지만, 우주 비행사는 우주선 동체 이외에 보호해줄 시스템이 없다. 그나마 국제우주정거장(ISS)은 지구 자기장 안에서 보호받을 수 있고 적당한 시기에 지구에서 임무 교대가 가능하지만, 화성처럼 몇 년간 우주에 있어야 하는 경우 장시간에 걸쳐 강력한 방사선에 피폭될 수밖에 없다. ISS처럼 지구에 가까운 궤도를 도는 경우 방사선 피폭량은 지구 표면의 50배 정도이고 지구와 다른 행성 간 탐사는 150배 정도로 알려져 있다. 장거리 유인 우주 탐사에서 강력한 방사선에 대한 대책이 필요한 이유다.NASA의 대비책 가운데 하나는 방사선 방호복이다. 이를 위해 NASA는 미국과 이스라엘 우주국(ISA) 및 독일 우주국(DLR)과 손잡고 아스트로래드(AstroRad)라는 방사선 방호복을 만들었다.(사진) 이 방사선 방호복은 달 유인 탐사를 위한 테스트 임무인 아르테미스 I(Artemis I)에 우선 투입된다. 아르테미스 I 자체는 무인 탐사 임무지만, 달 주변을 선회하고 귀환할 오리온 우주선 내부에 두 개의 특수 마네킹을 설치한 후 아스트로래드를 입힐 예정이다. 이 마네킹은 팬톰(Phantom)이라는 매우 정교한 더미 인형으로 사람의 뼈와 조직, 장기와 흡사한 방사선 투과성을 지니고 있다. NASA는 헬가(Helga)와 조하르(Zohar)라고 명명한 두 더미 인형 중 조하르에만 아스트로래드를 입혀 방사선 차폐 성능을 비교 테스트할 예정이다. 참고로 아르테미스 임무에 여성 우주 비행사가 투입되기 때문에 아스트로래드도 여성형이다. 아르테미스 임무를 통해 안전성과 성능이 검증되면 아스트로래드는 달 탐사는 물론 화성 및 더 먼 우주 탐사에 없어서는 안 될 방호복이 될 것이다. 우주는 위험으로 가득 찬 공간이다. 장거리 우주여행에서 방사선은 여러 가지 위험 중 하나에 불과하다. 우주선에 치명적인 손상을 줄 수 있는 미세 운석이나 장시간에 걸쳐 우주 비행사의 신체에 영향을 미치는 무중력 상태는 방사선과 함께 극복하기 어려운 문제 중 하나다. 하지만 많은 노력 끝에 이 문제에 대한 해결책이 하나씩 나오고 있다. 결국 인류가 답을 찾아내고 더 먼 우주로 나가게 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

최초의 '지구돋이'(Earthrise) 사진은 미 항공우주국(NASA)의 유인 달 탐사 우주선 아폴로 우주비행사 윌리엄 앤더스가 1968년 12월 24일 크리스마스 이브에 찍었다. 아폴로 8호는 당시 달을 10바퀴 돌면서 촬영한 달의 사진을 지구로 전송하고 TV로 생중계한 뒤 귀환해 태평양 바다 위에 무사히 내려앉았다. 인류가 우주에서 본 지구 모습을 최초로 담은 이 사진은 엄청난 반향을 불러일으켰다. 저명한 자연 사진작가 갤런 로웰은 "이제까지의 사진들 중 가장 영향력 있는 작품"이라고 평가했으며, 가장 아름다운 천체 사진으로 꼽혀 지구 환경 지키기 운동을 촉발하기도 했다. 아폴로 8호는 달 표면에 착륙하지는 않았다. 위의 사진은 앤더스가 달 궤도에서 찍은 것으로, 마치 지구가 달이나 해처럼 공중으로 떠오르는 것처럼 보여 ‘지구돋이’라는 이름이 붙었지만, 사실 과학적으로 틀린 표현이다. 달은 지구의 중력에 꽉 잡힌 상태이기 때문에 자전과 공전 주기가 27.3일로 같다. 이를 동주기 자전을 한다. 따라서 지구에서는 달의 한쪽 면만 밖에 볼 수 없기 때문에 달에서 볼 때 지구는 하늘의 한 곳에 박혀서 움직이지 않는다. 다시 말해 달에서는 지구가 뜨거나 지지 않는다는 의미다. ‘지구돋이’ 사진은 달 궤도를 도는 우주선에서 촬영했기 때문에 마치 지구가 달의 지평선 너머로 뜨는 것처럼 보이는 착시효과가 나타났다. 위의 사진은 지구가 햇빛을 받는 부분만 나타나 마치 상현달 같은 모양을 하고 있다. 이 사진을 찍을 때 승무원들이 나눈 대화는 다음과 같다. 　앤더스 : 오 마이 갓! 저기 있는 광경 좀 봐! 지구가 떠오르고 있어. 와우, 예쁘다. 　보먼(선장) : 찍지 말라구. 작업목록에 없는 거야. (농담) 　앤더스 : (웃음) 컬러 필름 있어, 짐? 컬러 롤 빨리 좀 줘봐. 　러벨 : 오, 그게 좋겠군! 아폴로 승무원들은 이 사진을 찍기 전 달 궤도를 돌면서 창세기를 낭독했는데, 이는 TV로 생중계되어 세계를 놀라게 했으며, 최고의 시청률을 기록했다. 이들이 읽은 성경은 킹 제임스 버전(흠정역 성서)이었다. 다음과 같은 멘트를 한 후 세 승무원들이 창세기 1장 1절에서 10절까지를 나누어 읽었다. "우리는 곧 달에서의 일출을 곧 보게 될 것입니다. 그리고 지구에 있는 모든 인류들에게 아폴로 8호 승무원들이 전하고 싶은 메시지가 있습니다." 태초에 하나님이 천지를 창조하시니라. 땅이 혼돈하고 공허하며 흑암이 깊음 위에 있고 하나님의 영은 수면 위에 운행하시니라. 하나님이 이르시되 빛이 있으라 하시니 빛이 있었고 빛이 하나님이 보시기에 좋았더라. 하나님이 빛과 어둠을 나누사 /윌리엄 앤더스 하나님이 빛을 낮이라 부르시고 어둠을 밤이라 부르시니라. 저녁이 되고 아침이 되니 이는 첫째 날이니라. 하나님이 이르시되 물 가운데에 궁창이 있어 물과 물로 나뉘라 하시고 하나님이 궁창을 만드사 궁창 아래의 물과 궁창 위의 물로 나뉘게 하시니 그대로 되니라. 하나님이 궁창을 하늘이라 부르시니라 저녁이 되고 아침이 되니 이는 둘째 날이니라. /짐 러벨 하나님이​ 이르시되 천하의 물이 한 곳으로 모이고 뭍이 드러나라 하시니 그대로 되니라 하나님이 뭍을 땅이라 부르시고 모인 물을 바다라 부르시니 하나님이 보시기에 좋았더라. /프랭크 보먼” 1969년 US 포스털 서비스는 아폴로 8호의 달 탐사 비행을 기념하는 ‘스캇 도감’ 1371번 우표를 발행했다. 이 우표에는 지구돋이 사진이 실려 있으며, 아폴로 8호가 임무 수행 중 낭독한 ‘창세기’ 구절이 적혀 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

미국항공우주국(NASA) 우주비행사 크리스티나 코크(41)가 국제우주정거장(ISS)에서 단일 비행 임무로는 여성 최장 체류 기록을 갈아치우고 6일 오후 귀환했다. 코크는 이날 다른 두 명의 우주비행사와 함께 소유스 MS13 캡슐을 타고 오후 3시 12분쯤 카자흐스탄 남동부에 착륙했다. 그는 지난해 3월 14일 제59원정대 우주비행사로 ISS에 파견돼 지금까지 328일간 임무를 수행했다. 이는 여성 NASA 우주비행사 페기 윗슨이 2017년 세운 288일을 훌쩍 뛰어넘고, 남성 우주비행사 스콧 켈리에 이어 두 번째로 길다. 코크는 ISS에 체류하는 약 11개월 동안 지구를 5248바퀴를 돌며 2억 2370만㎞를 비행했다. 지구에서 달까지 291차례를 왕복한 것에 맞먹는 거리다. 모두 여섯 차례에 걸친 우주 유영을 하면서 42시간15분을 ISS 밖에서 보냈다. ISS에 도착한 소유스 캡슐이나 화물선의 도킹을 지원한 것만 10건이 넘는다. ISS에서 210여건의 각종 조사와 연구에 참여했다. 특히 ISS에 장기 체류하며 무중력과 고립 상태, 방사선 노출, 장기 우주비행에 따른 스트레스 등에 인체가 어떻게 적응하는지에 대한 자료들은 NASA가 달에 복귀하고 화성에 유인우주선을 보내는 등 장기 유인 우주 탐사를 추진하는 데 귀중한 토대가 될 것으로 기대된다. NASA는 이 자료를 바탕으로 여성이 포함된 미국인 우주비행사를 2024년까지 달에 착륙시키고, 2030년대에 화성에 유인 탐사선을 보내는 계획을 추진 중이다. 코크는 NASA가 2013년에 모집한 우주비행사 21기 출신으로, 공학도이자 열혈 등산가로 알려져 있다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

과연 우주에서 구워진 초코 쿠키는 어떤 맛일까? 지난 24일(현지시간) 영국 BBC 등 해외 주요언론은 사상 처음으로 국제우주정거장(ISS)에서 우주비행사들이 쿠키를 굽는데 성공했다고 보도했다. 지난 연말 특별히 제작된 무중력 오븐을 사용해 구워진 이 쿠키들은 당연히 장거리 비행 중인 우주비행사들을 위한 '영양 간식'이다. 지난해 11월 NASA 측은 노스롭 그룸만 안타레스 로켓에 이 무중력 오븐을 실어 ISS에 '택배'로 보냈다. 이후 NASA와 유럽우주국(ESA) 소속으로 ISS에서 임무를 수행 중인 크리스티나 코흐와 루카 파르미타노는 직접 쿠키를 굽는 흥미로운 실험을 실시했다.이에 따른 '실험결과'는 이렇다. 먼저 일반적으로 지상에서는 150℃의 온도로 20분 간 오븐에 구우면 맛있는 쿠키가 된다. 그러나 극미중력 상태인 ISS에서는 25분을 구웠지만 덜익었다. 이에 75분 간 쿠키를 굽자 ISS 내에 신선한 냄새를 풍기기 시작했고 120분 간 구워 25분 간 식히거나 130분 간 굽고 10분을 식히자 가장 그럴듯한 쿠키가 완성됐다. 이렇게 임무를 완수한 우주비행사들은 완성된 쿠키 중 3개를 지난 7일 다시 지구로 보냈으며 현재 식품 전문가들이 이에대한 분석을 시작했다. 다만 ISS에서 구워진 쿠키를 먹어도 건강에 이상은 없는지 더 나아가 먹을만한 지에 대한 결과는 조만간 공개될 예정이다.ISS에서 쿠키를 굽는 것이 '한가롭게' 느껴질 지 모르나 사실 이는 매우 중요한 실험이다. 유인 화성탐사와 달의 인류 기지 건설 등 장기적인 우주여행이 현실화되는 시점에서 우주비행사들의 '식단'이 반드시 신선해져야 하기 때문. 우주에서의 식사는 인류의 우주탐사 역사와 똑같다. 1961년 러시아의 우주비행사였던 유리 가가린은 고기를 으깨어 물을 넣고 걸쭉하게 만든 퓌레(Puree)를 치약 튜브처럼 생긴 용기에 넣고 빨아먹었다. 이후 우주비행사의 개인 식성에 맞춘 다양한 음식들이 개발됐는데 현재는 완전히 조리된 음식의 부분 또는 전체를 진공상태 혹은 냉동상태로 포장해 ISS 내에서 만들어 먹기도 하지만 여전히 인스턴트 식품이다. 그러나 앞으로는 우주선 안에서도 지상에서와 비슷한 식사를 할 수 있도록 하기위해 안전한 야채를 공급할 ‘텃밭’도 개발 중이다. 또한 이번 사례처럼 쿠키와 직접 내려마시는 커피 등 다양한 우주인의 건강을 위한 먹거리가 개발되고 있다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)의 달·화성 탐사 계획인 아르테미스 프로젝트 임무를 수행하게 될 새 우주비행사 11명에 한국계 의학박사 출신 조니 김(36)씨가 포함됐다. NASA는 12일(현지시간) 조니 김씨를 비롯한 새 우주비행사 11명을 위한 훈련 수료식이 미 텍사스주 휴스턴 존슨 스페이스센터에서 지난 10일 진행됐다고 밝혔다. 새 우주비행사들은 2017년 1만 8000여명의 지원자들 중 1600대 1이 넘는 치열한 경쟁률을 뚫고 선발됐다. 짐 브라이덴스틴 NASA 국장은 “11명의 우주인은 미국의 베스트를 대변하고 있다”며 “2020년은 미국 땅에서, 미국 로켓에 탑승한 미국 우주인을 우주로 보내는 프로젝트를 다시 시작하는 원년이 될 것”이라고 말했다. 한국계 이민자 가정 출신인 조니 김씨는 로스앤젤레스(LA)에서 태어나고 성장했다. LA 북서쪽 샌타모니카에서 고교를 마치고 샌디에이고 캘리포니아대(UC샌디에이고)에서 수학 석사를, 하버드 의과대학에서 박사학위를 각각 받았다. 샌타모니카 고교 졸업 직후인 2002년 미 해군에 입대해 네이비실 특전훈련을 소화한 뒤 이라크 등지에서 100차례 전투에 참여해 컴배트V 실버 스타 메달과 브론즈 스타 메달을 받았다. 매사추세츠주 하버드대 제휴 병원과 보스턴 종합병원 등에서 응급의학과 의사로 일하던 조니 김씨는 2017년 8월 NASA 우주비행사반에 입소해 2년간 아르테미스 프로젝트를 위한 훈련을 마치고 우주비행사로 우뚝 섰다. NASA는 이번에 선발된 우주인들을 국제우주정거장(ISS)에서 훈련한 뒤 오는 2024년까지 달 유인 탐사에 투입할 계획이라며 화성 유인 탐사는 2020년대 중반부터 2030년 사이에 이뤄질 것이라고 설명했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)이 2024년 유인 달 탐사 프로젝트를 앞두고 세계에서 가장 강력한 힘을 가진 로켓을 공개했다. ‘스페이스 런치 시스템’(Space Launch System, SLS)으로 명명된 이 로켓은 NASA의 차세대 우주 로켓으로 2014년부터 제작되기 시작했다. 역사상 가장 강력한 로켓으로 알려진 SLS 로켓은 30층 건물 높이 정도의 크기로, 아폴로 우주선을 달에 보냈던 새턴 5로켓보다 추진력이 15% 더 강하다. 뉴올리언스에 마련된 로켓 제작 공장에서 약 6년간 제작된 SLS 로켓은 드디어 모든 제작일정을 마치고 테스트를 위해 이동한다. 현지 시간으로 8일, SLS 로켓은 대형 바지선이 있는 곳으로 옮겨졌으며, 이곳에서 바지선에 실려 미시시피 주에 있는 스테니스우주센터(Stennis Space Center)로 옮겨질 예정이다. 스테니스우주센터에 도착한 후에는 ‘그린 런’(Green Run)으로 불리는 테스트가 시작된다. 제작 사상 최초로 코어 시스템의 전반적인 성능을 시험하는 역사적인 단계가 이뤄지는 것. 이번 테스트 결과에 따라 2024년 유인 달 탐사 프로젝트인 ‘아르테미스’의 일정도 변동될 가능성이 높다. NASA에 따르면 SLS 로켓의 ‘코어 스테이지’로 불리는 핵심 부품에는 총 2개의 추진체 탱크가 장착돼 있으며, 이중 하나에는 액화 산소가, 또 다른 하나에는 액화 수소가 담겨있다. 이 둘을 합치면 270만ℓ에 달하며 모두 강력한 코어 스테이지를 가동하기 위한 추진체로 사용된다. SLS 로켓은 향후 유인 탑승 캡슐인 ‘오리온’을 우주로 데려가는데 가장 중점적인 역할을 맡을 예정이다. NASA SLS 스테이지 메니저인 줄리 바셀러는 현지 언론과 한 인터뷰에서 “NASA의 ‘아르테미스 프로그램’을 위한 역사적인 단계가 시작됐다”가 자평했다. 한편 SLS 로켓뿐만 아니라 유인 탑승 캡슐 오리온에 대한 테스트도 예정돼 있다. 오리온 캡슐은 우주인을 태워 3주 동안 우주에서 머물면서 달 궤도를 6일간 돌게 되는데 올해 시험발사에서는 사람을 태우지 않는다. 총 3단계로 계획된 ‘아르테미스 프로그램’의 1단계 미션은 사람을 태우지 않는 채 달 근처를 비행하는 것이며, 2단계 미션은 우주인 4명을 태우고 달의 궤도를 따라 비행하는 것, 3단계 미션은 남성 우주인과 여성 우주인을 각각 한 명씩 태우고 달의 남쪽으로 건너가 표면에 착륙하는 것을 목표로 한다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

화성까지 비행거리 짧아져 연료 절약 中 ‘창정 5호’로 화성 이어 달 탐사 가속 美, 오리온 유인우주선 캡슐 시험발사 인도·유럽·UAE까지 탐사 경쟁 가세제2차 세계대전이 끝난 직후부터 미국과 소련이라는 동서 강대국은 체제선전과 군사적 목적에서 우주 개발 경쟁을 벌였다. 인류 최초의 유인 우주비행이라는 타이틀은 1961년 소련이, 최초의 달착륙은 1969년 미국이 가져갔다. 미국의 달 착륙 이후 우주 탐사에 대한 관심은 완전히 식어 버렸다. 그러다가 지난해 미국 아폴로 11호의 달 착륙 50주년을 전후해 다시 우주탐사 경쟁에 불이 붙기 시작해 2020년을 기점으로 본격화되는 분위기다.50~60년 전과 다른 점은 미국과 러시아의 양국 경쟁이 아닌 여러 국가와 민간기업들까지 우주개발에 뛰어들고 있다는 것이다. 올해 달 탐사에 가장 적극적인 나라는 중국과 미국이다. 중국은 올해 말 하이난성 원창우주발사센터에서 ‘창어 5호’를 발사할 예정이다. 창어 5호는 2㎏가량의 월석(月石)을 수집해 지구로 돌아오는 임무를 수행하게 된다. 창어 5호에 실린 로버가 월석을 채취한 다음 착륙선에 실려 이륙한 뒤 달 주위를 도는 탐사선과 도킹해 지구로 귀환하는 복잡한 과정을 거치게 된다. 중국은 지난해 12월 말 창어 5호와 무인화성탐사선 발사 등 우주개발에 핵심 역할을 할 우주발사체(로켓) ‘창정 5호’ 발사에 성공했다.인류 최초로 달에 사람을 보냈다는 자부심을 가진 미국은 중국 달 탐사 프로그램보다 규모가 더 크다. 2024년까지 달에 ‘첫 번째 여자와 남자’를 보내고 궁극적으로 인류를 달에 거주시키는 것을 목표로 하는 ‘아르테미스 프로그램’이 올해 본격화된다. 이를 위해 미국항공우주국(NASA)은 오리온 유인우주선 캡슐을 시험발사할 예정이다. 오리온 캡슐은 우주인을 태워 3주 동안 우주에서 머물면서 달 궤도를 6일간 돌게 되는데 올해 시험발사에서는 사람을 태우지 않는다. 지난해 9월 달 착륙선 ‘찬드라얀 2호’를 발사했다가 임무 수행에 실패한 인도도 오는 11월 ‘찬드라얀 3호’를 발사해 달 착륙에 재도전한다. 달보다 멀지만 인류의 첫 번째 지구 밖 식민행성으로 주목받는 화성도 올해 우주공학자들의 관심이 집중되는 대상이다. 특히 올해 7~8월은 태양, 지구, 화성이 일직선상에 놓이는 때이기 때문에 이때 화성 탐사를 하면 비행거리가 짧아져 연료를 절약할 수 있다는 장점이 있다. NASA는 이 기회를 놓치지 않고 ‘마스 2020’ 탐사선을 발사할 예정이다. 마스 2020 탐사선은 내년에 화성에 착륙해 토양과 암석 시료를 채취한 다음 금속 통에 밀봉해 보관했다가 회수선이 오면 지구로 보내는 임무를 수행하게 된다. 약 500g의 시료가 지구에 도착하면 세계 각국의 연구소로 나누어 보낸 뒤 화성의 환경과 생명체 존재 여부에 대해 정밀분석을 하게 된다. 유럽우주국(ESA)도 7월 말~8월 초 ‘엑소마스 2020’ 탐사선을 러시아에서 개발된 ‘프로톤’ 로켓에 실어 화성으로 보낸다. 중국 역시 7~8월 중에 착륙선과 로버, 궤도선으로 구성된 화성탐사선 ‘훠싱 1호’를 발사할 계획이며 아랍에미리트연합(UAE)의 무함마드 빈 라시드 우주센터는 미국 콜로라도대, 애리조나주립대 연구팀과 협력해 올해 ‘호프 마스’ 탐사선을 발사해 화성의 기후를 연구할 계획인 것으로 알려져 있다. 한편 나사가 발사한 소행성 탐사선 ‘오리시스-렉스’는 이르면 오는 3~4월 중 직경 520m의 소행성 ‘베누’에 내려앉아 소행성 표면 물질들을 채취해 지구로 보낼 계획으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국의 전설에 나오는 여신 항아는 빼어난 미모로 유명했다. 남편 예가 세상을 구하고자 활로 태양을 쏜 것이 화근이 돼 부부는 인간 세상으로 쫓겨났다. 예는 천신만고 끝에 곤륜산 선녀 서왕모에게서 “반만 먹으면 지상에서 불로장생하고 모두 먹으면 승천한다”는 불사약을 얻었다. 항아는 혼자서라도 천상계로 돌아가려고 남편 몰래 그 약을 모두 마셨다. 그러자 몸이 하늘로 떠올라 달나라로 향했다. 그는 탐욕의 대가로 두꺼비로 변해 깊은 적막과 고독 속에 묻혔다. 중국인들이 우주 개발의 꿈을 말할 때 흔히 인용하는 ‘항아분월’(항아가 달나라로 달아남)의 이야기다. 중국이 전설 속 항아를 찾아낼 수 있을까. 달·화성 탐사 프로젝트의 핵심이라 할 수 있는 로켓 운반체 발사에 성공하며 미국과의 ‘우주굴기’ 경쟁에 도전장을 던졌기 때문이다. 29일 신화통신에 따르면 중국 항공우주 정책을 총괄하는 국가항천국(CNSA)은 지난 27일 오후 8시 45분쯤 남부 하이난섬 원창우주발사센터에서 화성 탐사 로켓 ‘창정 5호’를 발사하는 데 성공했다. 창정 5호는 중국 운반로켓 가운데 최대 크기로 높이가 57m에 달한다. ‘창정’은 중국 공산당의 대장정(1934~1935)에서 따온 이름이다. 중국은 2017년 7월 엔진 이상으로 창정 5호 발사에 실패했지만 2년여간 와신상담해 올해가 가기 전 화성 탐사 준비를 마칠 수 있게 됐다. 중국은 화성과 지구의 거리가 가까워지는 내년 7월 이 로켓에 첫 화성 탐사선 ‘훠싱 1호’를 실어 발사할 계획이다. 항아에서 이름을 딴 달 탐사선 ‘창어 5호’도 탑재할 예정이다. 지금껏 수많은 나라가 화성 착륙에 도전했지만 미국을 제외한 모두가 실패했다. 현재 미국은 화성 표면에서 ‘큐리오시티 로버’와 ‘인사이트’ 탐사선 등을 운용한다. 중국이 화성에 탐사선을 보내면 두 번째로 화성 착륙에 성공한 나라가 된다. 단박에 우주 개발 분야에서도 양대 강국(G2)의 지위를 얻는다. 중국의 로켓 기술이 빠르게 발전하면서 우주 패권을 둘러싼 미중 경쟁도 한층 치열해질 것으로 보인다. 중국은 1999년 첫 우주선 ‘선저우 1호’를 띄우며 우주전쟁에 뛰어들었다. 2003년에는 중국 최초 우주인 양리웨이가 탄생했다. 올해 1월에는 세계 최초로 달 뒷면 착륙에도 성공했다. 중국은 2022년까지 자체 유인 우주정거장 ‘톈궁’을 만들겠다는 목표를 세웠다. 미국도 이에 질세라 내년 7월 역대 최대 탐사선인 ‘마스 2020’을 화성에 보낸다. 유럽연합(EU)과 러시아 연구팀도 화성 탐사를 위해 ‘엑소마스 2020’ 계획을 추진 중이다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

중국이 내년도 화성 탐사 프로젝트의 핵심이라 할 수 있는 로켓 운반체 발사에 성공하며 미국과의 ‘우주굴기’ 경쟁에 도전장을 던졌다. 29일 신화통신에 따르면 중국 항공우주 정책을 총괄하는 국가항천국(CNSA)은 지난 27일 오후 8시 45분쯤 남부 하이난섬 원창우주발사센터에서 화성 탐사 로켓 ‘창정 5호’를 발사하는 데 성공했다. 창정 5호는 중국 운반로켓 가운데 최대 크기로 높이가 57m에 달한다. ‘창정’은 중국 공산당의 대장정에서 따온 이름이다. 중국은 2017년 7월 엔진 이상으로 창정 5호 발사에 실패했지만 2년여간 와신상담해 올해가 가기 전 화성 탐사 준비를 마칠 수 있게 됐다. 중국은 화성과 지구의 거리가 가까워지는 내년 7월 이 로켓에 첫 화성 탐사선 ‘훠싱 1호’를 실어 발사할 계획이다. 지금껏 수많은 나라가 화성 착륙에 도전했지만 미국을 제외한 모든 나라가 실패했다. 현재 미국은 화성 표면에서 ‘큐리오시티 로버’와 ‘인사이트’ 탐사선 등을 운용한다. 중국이 내년 화성에 탐사선을 보내면 미국 다음으로 화성 착륙에 성공한 나라가 된다. 단박에 우주 개발 분야에서도 양대 강국(G2)의 지위를 얻게 된다. 중국의 로켓 기술이 빠르게 발전하면서 우주 패권을 둘러싼 미중 경쟁도 한층 치열해질 것으로 보인다. 중국은 1999년 첫 우주선 ‘선저우 1호’를 띄우며 본격 우주전쟁에 뛰어들었다. 2003년에는 중국 최초 우주인 양리웨이가 탄생했다. 올해 1월에는 세계 최초로 달 뒷면 착륙에 성공했다. 중국은 이를 바탕으로 2022년까지 자체 유인 우주정거장 ‘톈궁’을 만들겠다는 목표도 세웠다. 미국도 이에 질세라 역대 최대 탐사선인 ‘마스 2020’을 화성에 보낸다. 드론을 탑재한 ‘마스 2020’은 2021년 2월쯤 화성에 착륙해 암석 표본을 수집한다. 유럽연합(EU)과 러시아 연구팀도 화성 탐사를 위해 ‘엑소마스 2020’ 계획을 추진 중이다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

우리는 갤럭시폰으로 빅뱅과 슈퍼노바의 노래를 듣는다. 친구가 터무니없는 말이나 행동을 하면, ‘너 개념은 안드로메다에 보냈니’ 하고 핀잔한다. 그리고 날마다 우주 관련 뉴스를 접한다. 이처럼 우주는 이미 우리 생활 깊숙한 곳까지 침투해 있다. 어쩌면 곧 다가올 새해가 우주여행의 원년이 될지도 모른다. 연초에 미국의 우주탐사 기업 스페이스X가 인류를 달과 화성으로 실어나를 유인 우주선 ‘스타십’(Starship)을 처음으로 공개한 데 이어, 최근 미 항공우주국(NASA)에서 이르면 내년부터 민간인을 대상으로 국제우주정거장(ISS)을 관광 용도로 개방할 계획이라고 발표했다. 스페이스X의 스타십에는 우주 승객들이 탑승할 수 있는 출입구와 우주를 내다볼 수 있는 창도 설치될 예정이며, 2020년대 중반 화성 여행을 목표로 삼고 지난해 일본의 억만장자와 달궤도 여행 계약을 맺기도 했다.NASA의 ISS 민간인 개방은 제한적으로 이루질 전망인데, 일년에 두 차례, 한 번에 최대 30일까지 개방할 것을 검토 중이라고 한다. 단, 이 우주 투어에 드는 비용은 그야말로 천문학적이다. 왕복 우주선 티켓만 해도 5800만 달러(약 680억원)에 이르며, ISS에서의 1박 숙박비는 무려 3만 5000달러(약 4100만원)나 된다. 이런 비싼 호텔은 지상에는 없을 것이다. 그러니까 30일간 ISS에 묵는다면 총 700억원 정도를 내야 한다는 말이다. 그런데 돈만 있다고 ISS에서 묵을 수 있는 것도 아니다. 신체 검사를 통과해야 한다. 우주선 좌석과 우주복 규격에 맞게끔 키는 150~190cm, 몸무게는 50~90kg, 앉은키는 99cm 이하여야 한다. 물론 우주비행사들과 마찬가지로 건강검진을 통과하고 고강도의 훈련을 받아야 한다. 이래저래 지상 400km에서 하루에 지구를 16바퀴씩 도는 ISS에 투숙하기는 하늘의 별따기만큼이나 어렵다. 영국 기업인 ’버진 갤럭틱'(Virgin Galactic), 아마존 창업자 제프 베저스의 '블루 오리진'(Blue Origin) 등도 우주관광 선발진에 합류한 기업들이며, 머지않아 우리나라에서도 곧 이 대열에 뛰어들 것으로 보인다. 그런데 이 역시 여행비용이 만만치가 않다. 고도 100km까지 상승하여 90분간 무중력 상태를 경험하면서 푸른 공 같은 지구를 감상할 수 있는 버진 갤럭틱은 1인당 25만 달러(2억 9000만 원)선으로 예상되지만, 벌써 세계 곳곳에서 650명이 예약한 것으로 전해지고 있다. 명단에 이름을 올린 유명인사들의 면면을 보면, 레오나르도 디카프리오, 저스틴 비버, 레이디 가가 등이 포함되어 있다. 2020년 6월부터 16차례의 우주 투어를 게획하고 있다. 이처럼 우주 시대는 바로 우리 눈앞에 성큼 다가왔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미 항공우주국(NASA)과 여러 국제 협력 파트너들은 달 궤도에 유인 우주 정거장인 '루나 게이트웨이'(Lunar Gateway)를 건설하기 위해 힘을 모으고 있다. 루나 게이트웨이 건설은 2022년부터 시작되며 2024년으로 예정된 달 재착륙과 이후 이뤄질 달 탐사의 기반 시설이 될 예정이다. 그리고 더 나아가 달은 물론 화성과 소행성처럼 더욱 먼 우주의 전진 기지로 활용할 예정이다. NASA는 루나 게이트웨이에 지금까지 개발한 최첨단 우주 기술을 모두 적용할 계획이다. 차세대 이온 로켓 엔진인 AEPS(Advanced Electric Propulsion System)가 그 대표적인 사례다. 기존의 화학 로켓은 강력한 힘을 낼 수 있지만, 막대한 연료를 소모한다는 단점이 있었다. 장거리 우주 탐사에서 우주선 무게의 대부분을 연료로 채울 순 없기 때문에 과학자들은 더 연료 효율이 높은 대안을 연구했다. 이온 로켓 엔진은 전자기장의 힘으로 이온 입자를 매우 빠른 속도로 발사해 추력을 얻기 때문에 화학 로켓 대비 절반 이하의 연료로 같은 속도를 얻을 수 있다. 하지만 한 번에 많은 연료를 연소시킬 수 없기 때문에 힘이 약해 우주선 자세 제어나 소형 우주 탐사선 엔진으로 사용됐다. NASA는 로켓 제조 전문 회사인 에어로젯 로켓다인(Aerojet Rocketdyne)사에 기존의 이온 로켓 엔진보다 훨씬 강력한 차세대 이온 추진 엔진인 AEPS의 개발을 의뢰했다.AEPS는 전문적인 용어로 ‘전자기 쉴드를 이용한 홀 효과 로켓'(Hall Effect Rocket with Magnetic Shielding, HERMeS)라는 형태의 이온 로켓 엔진으로 4.2-12.5kW의 출력을 낼 수 있다. 루나 게이트웨이의 엔진 모듈인 전력 및 추진 장치(Power and Propulsion Element, PPE)에는 이 엔진 네 개가 탑재되어 최대 50kW의 출력을 낼 수 있다. 연료로는 제논(Xenon)이 사용되는데, 루나 게이트웨이에는 5t 정도가 탑재되며 최대 5만 시간 작동할 수 있다. 제논 자체는 비활성 기체로 산소와 반응해 연소하지 않기 때문에 이를 빠른 속도로 방출하기 위해서는 전기 에너지가 필요하다. 이 에너지는 60kW급 태양전지인 ROSA(roll-out solar array)가 공급한다. AEPS는 차세대 우주 탐사의 끝이 아닌 시작이다. NASA는 루나 게이트웨이에서 50kW급 이온 추진 로켓의 신뢰성과 성능을 테스트할 것이다. 그리고 여기서 만족할 만한 성과를 거두면 앞으로 이 기술을 기반으로 더 강력한 이온 추진 로켓을 개발한다는 로드맵을 지니고 있다. 수백 kW급 추전력을 지닌 이온 추진 로켓을 개발할 수 있다면 대형 우주선을 화성과 그 너머로 보낼 수 있을 것이다. 물론 말처럼 간단한 일은 아니지만, 지금처럼 적극적인 연구와 투자가 이뤄진다면 우주 개발의 미래는 밝을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

올해 초 미 항공우주국(NASA)은 달 유인 탐사에 필요한 달 착륙선인 유인 착륙 시스템(Human Lander System·HLS)을 조달 받기 위해 사업 공고를 냈다. 반세기 만에 다시 달 표면에 우주 비행사를 보내는 아르테미스 III(Artemis III) 임무는 2024년 예정으로, 여기에 필요한 대형 로켓인 SLS(Space Launch System)와 오리온 우주선은 거의 완성 단계지만 아직 유인 착륙 시스템은 개발하지 못했다. NASA는 직접 제작보다 민간 사업자에 외주를 주기로 했다. 이미 미국 주요 우주 항공 기업들의 기술력이 발달해 독자 개발이 가능한 데다, 경쟁 입찰로 더 좋은 조건에 도입할 수 있기 때문이다. 이에 록히드 마틴 컨소시엄이 먼저 달 착륙선 개념을 발표했고 보잉 역시 최근 달 착륙선 개념을 공개했다. 보잉은 이미 NASA의 상업 우주선 개발 사업에 뛰어들어 보잉 CST-100 스타라이너(Boeing CST-100 Starliner)라는 소형 우주선을 개발했기 때문에 이를 바탕으로 신뢰성이 높은 유인 달 착륙 시스템을 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다.보잉 달 착륙선의 가장 큰 특징은 단순함이다. 보잉 달 착륙선은 2024년 SLS 블록 1B 로켓을 이용해 발사되며 달 궤도에서 달 정거장인 루나 게이트 웨이 혹은 우주 비행사를 태운 오리온 우주선과 도킹한다. 그리고 이 상태에서 바로 달 표면에 착륙한 후 탐사를 마치면 아폴로 시대 착륙선과 비슷하게 상단부만 달 궤도로 복귀한다. 하지만 아폴로 우주선처럼 달 착륙선을 분리했다 다시 결합하는 복잡한 과정은 없다. 위험을 동반하는 복잡한 조작 횟수를 11회에서 5번 정도로 크게 줄여 안전성을 확보하고 개발 기간을 단축하는 데 초점을 맞춘 것이다. 보잉은 이를 달로 가는 가장 짧은 과정(Fewest Steps to the Moon)이라고 언급했다. 2024년까지 그렇게 많은 시간이 남지 않았기 때문에 NASA는 곧 사업자를 선정할 것으로 보인다. 누가 되더라도 남은 시간 동안 개발을 완료하고 테스트까지 진행하려면 서두르지 않으면 안 되는 상황이다. 하지만 우주 비행사의 안전이 달린 문제라 조금 늦더라도 완벽한 준비가 더 중요하다. 어렵게 사업을 따냈다가 참사로 이어지면 오히려 기업 이미지에 치명적인 타격을 입을 수 있는 만큼 보잉, 록히드 마틴 및 다른 경쟁사들도 안전성 확보에 최선을 다할 것으로 예상된다. 누가 최종 승자가 될지 결과가 주목된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미 항공우주국(NASA)은 반세기 만에 다시 달에 우주 비행사를 보내고 달 궤도에 영구적인 기지를 건설할 계획이다. 달 궤도 정거장인 루나 게이트웨이는 NASA의 주도하에 여러 나라가 참가해 건설할 예정이며 달 재착륙 임무인 아르테미스 III 임무는 2024년 실행을 목표로 준비 중이다. 하지만 달 유인기지를 건설하고 유지하기 위해서는 많은 자원이 필요하다. NASA와 유럽우주국(ESA)의 과학자들은 달 현지에서 기지 건설과 유지에 필요한 자원을 조달하는 방법을 연구 중이다. 달 표면에는 암석이 작은 운석 충돌에 의해 부서진 작은 모래와 먼지인 레골리스(Regolith)가 풍부하다. 레골리스는 지구의 토양처럼 유기물과 수분, 미생물이 없는 순수한 암석 가루라고 할 수 있다. 따라서 물을 추출하기는 어렵지만, 산소는 추출할 수 있다. 지구의 광물과 마찬가지로 산소와 결합한 광물이 풍부하기 때문이다. 이 산소를 추출한다면 우주 비행사가 필요로 하는 산소는 물론 우주선 연료 등 다른 목적에 사용할 산소를 충분히 공급할 수 있다. 문제는 다른 원소와 단단히 결합한 산소를 분리하는데 많은 에너지가 든다는 것이다. ESA의 지원을 받은 글래스고 대학 연구팀은 달의 레골리스에서 산소를 더 쉽게 분리하는 방법을 연구했다. 단순히 열을 가해서 레골리스에서 산소를 추출하는 경우 섭씨 1600도의 높은 열이 필요하다. 연구팀은 용융염 전기분해(molten salt electrolysis) 방식을 사용해서 섭씨 950도 정도의 온도에서 산소를 효과적으로 추출하는 방법을 개발했다. 이 방법을 사용하면 50시간 동안 달의 레골리스가 지닌 산소의 96%를 추출할 수 있다. 좀 더 경제적인 방법으로 15시간 동안 75%를 추출하고 나머지는 버리는 방법도 있다.연구팀은 이 방법으로 달 표면에서 사실상 무제한으로 산소를 공급하는 것은 물론 남은 부산물을 가공해 필요한 금속 성분을 쉽게 추출할 수 있다고 주장했다. 모의 레골리스(사진에서 왼쪽)를 이용해서 산소를 추출하고 나면 금속 성분이 풍부한 부산물(사진에서 오른쪽)이 얻어지기 때문이다. 이를 2차로 가공하면 유용한 금속 성분을 얻을 수 있다. 다만 이런 연구가 의미가 있으려면 인류가 실제 달 표면에서 기지를 건설하고 자원을 채취해야 한다. 아직은 미래의 일이지만, NASA와 국제 협력 파트너들이 진행하는 달 재착륙 및 탐사 프로젝트가 성공하면 그 미래는 한층 더 가까워질 것으로 예상된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

아폴로 11호가 달에 착륙한 지 50주년을 맞이한 2019년 올해 미국과 중국, 인도 등 세계 열강들은 화성 등 다른 행성 정복에 열을 올리고 있다. 특히 미국은 지난 8월 국방부 산하에 ‘우주사령부’를 창설하는 등 우주 개발에 본격 시동을 걸었다. 미국에서 우주선 하면 가장 먼저 떠오르는 것이 미 항공우주국(NASA)이다. 1970년대부터 수많은 우주선을 쏘아 올리며 환호하는 장면을 자주 봤기 때문일 것이다. 하지만 NASA 본사보다 산하 10개 우주센터가 사실상 우주 개척과 비행체 개발, 발사 공간 등을 제공한다는 사실은 잘 알려지지 않았다. 또 이들 우주센터에서 개발하는 비행체가 군사무기와도 상당한 연관성을 가지고 있다. NASA의 한 관계자는 11일(현지시간) “미 우주개발 현장 사무소라고 할 수 있는 10개 우주센터의 크기와 범위, 연구개발(R&D) 분야, 시험과 운영 등에 따라 역할이 다르다”면서 “우주센터에서 개발된 첨단기술들은 항공산업뿐 아니라 군수산업도 큰 영향을 미친다”고 말했다. 우주센터 중 가장 유명한 플로리다 케네디센터는 유인 우주선을 발사하는 국가의 핵심 시설이다. 민간 우주업체인 스페이스X와 블루 오리진, 보잉 등도 케네디센터에서 우주선을 발사한다. 미 우주선이 카운트 다운 후 엄청난 불꽃을 내뿜으며 하늘로 치솟는 장면을 연출하는 하는 곳으로, 한국에도 잘 알려져있다. 캘리포니아 실리콘밸리에 있는 에임스센터는 케플러 망원경으로 유명하다. 2009년부터 우주를 스캔하고 있는 케플러 망원경은 2600여개의 외계 행성을 새로 발견하는 성과를 올렸다. 또 에임스센터 내의 첨단 전산센터는 화성 같은 장거리 우주여행을 위한 우주선 설계를 검증하는 역할도 담당한다. 또 캘리포니아 라캐나다의 제트추진시험소는 주로 우주로봇 개발이 전문이다. 지난해 11월 화성에 착륙한 인사이트호도 이곳에서 만들었다. 그뿐 아니라 캘리포니아공대과 연계 우주선 엔진 등의 프로젝트를 이어오고 있다. 캘리포니아공대가 스탠퍼드대나 MIT보다 두 배 이상의 발명품과 특허를 보유한 이유이기도 하다. 이와 함께 전기로 움직이는 초음속 항공기를 개발하고 있는 캘리포니아 암스트롱항공우주센터, 세계 최고의 우주 시뮬레이션과 우주선 테스트 시설을 가진 클리블랜드 글렌연구센터, 지구 대기환경과 우주 탐사 기술 개발을 주력하는 버지니아 랭글리리서치센터 등이 NASA 본사와 함께 미국의 우주 개척을 위한 첨병 역할을 하고 있다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

인도의 두 번째 달 탐사선 찬드라얀 2호가 달 주위를 도는 궤도에 접어듦으로써 달 탐사의 새로운 역사를 쓰기 시작했다. 무인 탐사선인 찬드라얀-2는 지난 20일 인도우주연구기구(IRSO)에 의한 엔진 원격조정으로 정확하게 달 궤도에 오르는 데 성공했으며, 2주 이내의 착륙 위한 일련의 궤도를 조정 기동을 수행하고 있는 중이다. 찬드라얀-2는 지난 23일 우주선에 장착된 지도작성 카메라로 찍은 달 표면 사진들을 보내주었는데, 여기에는 달의 북극에 분포한 크레이터들이 놀라울 정도로 선명하게 잡힌 이미지들이 포함되어 있다. 눈에 띄는 크레이터들은 플라스켓, 로제스트벤스키, 에르미트, 좀머펠트, 커크우드 크레이터 등이다. 두 번째 이미지는 잭슨, 마흐, 미르타 및 코롤레프 크레이터 등이 산재해 있는 달 뒷면 북반구의 영역을 보여준다. 찬드라얀-2는 달의 극 사이를 맴도는 궤도에 자리잡고있다. 약 일주일 안에 궤도선은 착륙선을 분리시킨 후 내년까지 같은 궤도를 계속 돌 예정이다. 찬드라얀-2는 극 지방의 크레이터에 물 얼음이 있는지 탐사할 장비를 탑재하고 있다. 찬드라얀-1 탐사선을 모델로 제작된 찬드라얀-2가 탐사하려고 하는 곳은 바로 달의 남극으로, 자원이 풍부하고 태양의 영향을 거의 받지 않아 달 탐사의 최적의 장소로 꼽히는 곳으로, 미 항공우주국(NASA)도 2024년 아르테미스의 달 탐사 임무를 이곳에서 수행할 예정이다.인도 자체 기술로 제작된 찬드라얀 2호는 궤도선, 착륙선 비크람, 탐사장비 프라그얀으로 이뤄졌다. 궤도선은 2400㎏ 무게로 1년간 달 궤도를 돌면서 표면 촬영, 대기 연구 등의 임무를 수행한다. 비크람은 달 남극 부근에 착륙할 예정이다. 프라그얀은 물의 흔적을 추적하고 암석과 토양을 분석하는 등의 임무를 수행한다. 임무 수행 기간은 지구 시간으로 14일이다. 프라그얀은 태양에너지로 작동된다. ISRO 소속 과학자들이 원격으로 조정한다. 우주선에서 분리된 착륙선은 달 표면을 탐사할 로버를 탑재하고 있는데, 달 남극 근처 표면에 연착륙을 시도할 예정이다. 이 미션이 성공하면 인도는 러시아, 미국, 중국에 이어 네 번째로 달 착륙에 성공한 국가가 된다. 착륙은 9월 7일로 예정되어 있다. 찬드라얀 2호는 특히 저렴한 개발비용으로 주목받았다. 개발에 투입된 비용은 97억8000만 루피(약 1648억원)에 불과한 것으로 알려졌다. 인도는 현재 2022년 이전 첫 유인우주선 발사라는 목표를 달성하기 위해 관련 작업에 총력을 기울이고 있다. IRSO는 자체 개발한 우주선으로 우주인 3명을 상공 300∼400㎞의 지구 저궤도로 올려보낸 뒤 최장 7일간 머물게 할 계획이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

“5G 기술은 원래 올 연말 상용화 예정됐는데 올해 3월로 당겼다. 그런 것은 원천기술 확보 문제가 아니기 때문에 의지로 가능하지만 달 탐사문제는 다르다. 50년 전 아폴로11호의 달탐사 성공과도 다른 문제이다.” 유영민 과학기술정보통신부 장관은 22일 정부과천청사 국무위원 식당에서 출입기자들과 오찬간담회를 갖고 이 같이 밝혔다. 최근 달 궤도선 발사와 관련해 궤도선 중량이 당초 550㎏에서 662㎏으로 늘어나는 것에 대해 한국항공우주연구원 내부에서 이견이 표출되면서 내년 연말로 예정된 발사가 늦춰질 수 있다는 우려에 대한 설명이었다. 유 장관은 “지난 정부에서 발사 일정이 정치적 이유로 무리하게 당겨졌다가 원래 계획대로 원상복귀 됐었다”라면서 “최근 논란이 되고 있는 중량 증가와 관련해서 항우연 내부와 관련 전문가들이 검증을 하고 있으니 발사 일정에 관해 어떤 식으로든 결론이 내려질 것”이라고 말했다. 우주개발, 특히 달 탐사는 달에 착륙하는가 안하는가, 달 궤도에 진입하는가 아니냐보다는 관련 원천 기술을 확보하고 인재를 키우는 것에 방점이 찍혀 있다는 것이다. 유 장관은 “도전적 목표로 밀어붙이는 것도 좋지만 지금과 같은 상황에서는 과학자들의 결정을 존중해 사람과 기술을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다”라면서 “정치인들이나 비전문가들이 밀어붙이는 것보다 연구자들이 전문성을 갖고 책임감을 갖고 일할 수 있도록 마련해줄 것”이라고 강조했다. 그는 “만약 전문가들이 중량 증가가 필요하다고 결론을 내린다면 예산도 더 투입하고 연구개발 기간도 자연스럽게 늘어날 수 밖에 없다”고 말했다. 한편 유 장관은 ‘이공계 전문연구요원’ 폐지, 축소 논란에 대해서도 언급했다. 유 장관은 “국방부는 병력 자원이 줄어드니까 과학기술이나 예술, 연예 분야를 막론하고 누구라도 군 복무를 해야 한다는 원칙에서 이야기를 할 수 밖에 없을 것”이라고 전제하며 “과학기술분야는 군 복무가 경력단절 문제도 있고 인구감소 추세에 따라 젊은이들을 이공계로 유인하는 것은 국가적 숙제라는 것도 인식하고 있다”라고 말했다. 그는 “군병력 문제는 국방부가 주무부처이지만 과기부는 과학기술 분야의 특수성을 최대한 설명하고 협의 중에 있다”라면서 “오는 8월 중에 국방부가 어떤 형태로든지 발표하게 될 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“나를 달까지 날아가게 해줘요. 별들 사이에서 뛰놀며 목성과 화성의 봄이 어떤지 보게 해줘요.” 작곡가 바트 하워드의 명곡 ‘플라이 미 투 더 문’(Fly me to the Moon)이 처음 발표된 건 1954년이다. 원래 제목은 ‘인 아더 워즈’(In other words)였으나 가사의 첫 문장이 유명해지자 음반사에서 제목을 바꿨다고 한다. 여러 가수가 이 곡을 녹음했지만, 가장 히트한 건 1964년에 나온 프랭크 시나트라의 음반이다. 존 F 케네디 대통령이 1962년 연설에서 “10년 안에 달에 가기로 결정했다”며 아폴로 계획을 선포하면서 미국과 소련 간 우주경쟁이 치열해진 시대적 배경과 맞물려 폭발적인 인기를 끌었다. 연인을 향한 사랑을 표현한 로맨틱한 노래가 달 탐사를 상징하는 노래로 자리매김한 것도 이즈음부터다. 케네디의 야심찬 계획은 7년 만에 실현됐다. 1969년 7월 20일 아폴로 11호가 달에 도착했고, 탐사선 이글호에서 내린 선장 닐 암스트롱은 인류 역사상 처음으로 달에 발을 디뎠다. 달 탐사선이 이륙할 때 선내에선 카세트테이프에 녹음된 시나트라의 ‘플라이 미 투 더 문’이 울려 퍼졌다고 한다. 이후 달 착륙 기념행사나 영화 속 달 여행 장면에선 이 노래가 단골 레퍼토리로 등장했다. 우주탐사 최정예 파일럿이었던 노인들이 40년 만에 우주로 떠나는 이야기를 담은 클린트 이스트우드 감독의 영화 ‘스페이스 카우보이’(2000년)에서 마지막 장면에 흐르는 OST는 ‘플라이 미 투 더 문’이었다. 2009년 7월 20일 미국 워싱턴 스미스소니언 항공우주박물관에서 열린 달 착륙 40주년 기념식에서도 이 곡이 연주됐으니, 명실상부한 ‘달 탐사 주제곡’이라고 해도 과언이 아닐 듯싶다. 내일(20일)은 달 착륙 50주년이다. 미국과 소련의 달 탐사 경쟁은 1970년대에 접어들면서 시들해졌다. 고비용 저효율에 정치적 명분도 퇴색했기 때문이다. 미국은 1972년 아폴로 17호가 마지막 달 탐사였고, 소련도 1976년 루나 24호 이후 달에 탐사선을 보내지 않았다. ‘달까지 날아가는’ 불가능의 영역을 정복한 지 반세기, 이제는 ‘별들 사이에서 뛰노는’ 시대를 향한 인류의 경쟁이 한창이다. 미국 항공우주국(NASA)은 2024년까지 달 궤도 우주정거장 게이트웨이를 만들 계획이다. 중국은 지난 1월에 달 탐사선 창어 4호가 달 뒷면에 최초로 착륙하는 데 성공했다. 중국 전문가들은 2035년까지 유인 우주선을 보내 달에 기지를 세울 수 있을 것으로 전망하고 있다. 일본과 러시아도 2030년까지 유인 달 탐사선 발사를 목표로 하고 있다. 우리나라도 2030년까지 무인 착륙선 발사를 목표로 하지만 갈 길이 멀다.

3D 프린터 기술은 최근 여러 분야에서 쓰임새가 커지고 있습니다. 의학 분야 역시 예외가 아닌데, 환자 맞춤형 임플란트나 의료 기기를 생산하는 데 적합하기 때문입니다. 하지만 앞으로 가장 기대되는 분야는 조직과 장기를 출력하는 바이오 3D 프린팅 기술입니다. 아직은 초기 연구 단계지만, 이식용 연골, 뼈, 피부처럼 비교적 단순한 조직을 출력하는 기술은 가까운 미래에 실용화 가능성이 있습니다. 독일 드레스덴 공대(TUD) 연구팀은 우주 공간에서 출력이 가능한 3D 바이오 프린팅 기술을 개발했습니다. 지구에서도 하기 힘든 바이오 프린팅을 우주 공간에서 시도하는 데는 그럴 만한 이유가 있습니다. 화성 탐사를 비롯한 장거리 유인 우주 탐사에서 매우 유용하고 필수적인 기술이 될 수 있기 때문입니다. 우주의 미세 중력 상태에서는 아무리 운동을 열심히 해도 뼈가 약해지는 현상을 막을 수 없습니다. 오랜 시간 우주 탐사 임무를 수행하는 우주 비행사는 높은 골절 위험에 노출됩니다. 그래도 달이나 국제우주정거장 정도 거리에서는 응급 상황 시 지구로 빨리 귀환할 수 있습니다. 하지만 화성을 탐사하던 우주 비행사가 심한 부상을 입은 경우 무조건 현지에서 치료해야 합니다. 우주 공간이나 화성 현지에서 뼈와 피부를 포함한 이식용 조직을 생산할 수 있다면 이럴 때 매우 유용할 것입니다. 연구팀은 미세 중력 상태에서도 조직을 출력할 수 있는 3D 바이오 프린터를 개발하면서 좀 더 기발한 아이디어를 접목했습니다. 바이오 프린팅에 사용되는 바이오 잉크는 만들기도 까다롭지만, 장기간 보관 역시 곤란합니다. 더구나 한 번도 쓰지 않을 수도 있고 상당히 많이 사용될 수도 있어 얼마나 우주선에 실어야 할지 판단이 어렵습니다. 연구팀의 아이디어는 필요할 때마다 우주 비행사와 배양액에서 제조한다는 것입니다. 우선 뼈나 피부를 만들 수 있는 줄기세포는 기본적으로 환자 자신의 것을 사용합니다. 그래야 이식했을 때 거부 반응이 전혀 없습니다. 배양액의 경우 환자의 혈장(plasma, 피에서 세포 성분을 제외한 액체 성분)을 추출해 사용하면 사람의 세포를 배양하는 데 문제가 없습니다. 물론 이 경우 환자 자신의 것은 물론 다른 동료의 혈장을 사용할 수 있습니다. 하지만 액체 성분인 혈장으로 바이오 잉크를 만들 경우 미세 중력 상태에서 3차원 형태를 유지하기 어렵습니다. 연구팀은 식물이나 조류(algae)에서 쉽게 구할 수 있는 메틸셀룰로스(methylcellulose)를 첨가해 이 문제를 극복했습니다. 이 역시 우주에서 재배가 가능해 모든 것이 현지에서 조달 가능합니다. 따라서 급하게 사용할 소량의 바이오 잉크와 3D 바이오 프린터만 우주선에 탑재하면 됩니다. 연구팀은 우선 뼈와 피부를 지상 실험실에서 생산할 수 있다는 것을 입증했습니다.(사진) 다만 지구에서 미세 중력을 장시간 재현하기는 어렵기 때문에 배양판을 거꾸로 매달아 출력했습니다. 그리고 성공적으로 샘플 피부와 뼈를 배양했습니다. 물론 아직 갈 길이 멀지만, 3D 바이오 프린팅 기술의 미래를 보여준 기술이라고 할 수 있습니다. 3D 바이오 프린팅을 포함해 3D 프린터 기술은 앞으로 우주 개발에서 광범위하게 사용될 것으로 예상됩니다. 복잡한 로켓 엔진이나 다른 여러 부품을 금속 3D 프린터로 출력하는 것은 물론 우주 정거장이나 우주선 내부에서 필요한 물건을 출력할 수 있는 3D 프린터는 이미 현실이 됐습니다. 화성이나 달 현지에서 물자를 조달해 건설용 3D 프린터로 우주 기지를 건설하거나 우주 공간에서 우주선과 우주 정거장 일부를 3D 프린터로 출력하려는 연구 역시 진행 중입니다. 제조업과 의학 분야만이 아니라 인류의 우주 개척에 3D 프린터가 새로운 혁신을 가져올 것으로 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

美·소련 냉전으로 촉발… 예산 201조원 투입 과학적 탐구대상이라는 사고 전환 가져다줘 NASA, 반세기 지나 ‘아르테미스’ 계획 발표 2024년까지 달궤도 우주정거장 건설하기로“우리는 10년 내로 달에 사람이 안전하게 다녀올 수 있도록 모든 노력을 기울여야 합니다.” “우리는 달에 가기로 했습니다. 우리는 60년대가 끝나기 전에 달에 갈 것이며 다른 여러 가지 일도 할 겁니다. 쉬운 일이기 때문이 아니라 어려운 일이기 때문입니다.” 미국 존 F 케네디 대통령의 1961년 5월 25일 상·하원 합동연설과 이듬해 9월 12일 라이스대 연설은 인류의 오랜 꿈이었던 달 착륙을 현실화하겠다는 첫 목소리였다. “이 첫걸음은 한 인간에게는 작은 발걸음이지만 인류 전체에게는 커다란 첫 도약입니다.” “엄청난 폐허로군요.” 1969년 7월 20일 오후 10시 56분(미국 동부시간), 아폴로 11호 선장 닐 암스트롱과 버즈 올드린이 달에 발을 내디디며 낸 목소리는 케네디 대통령의 연설에 대한 답이었다.냉전체제하에서 미국과 경쟁하던 구소련은 1957년 최초의 인공위성 스푸트니크 1호 발사, 1961년 4월 12일 최초의 우주인 유리 가가린을 배출하면서 우주탐사에서 한 걸음 앞서 나갔다. 이에 미국은 소련이 달성하지 못한 목표인 ‘인간의 달 착륙’이라는 카드를 내놨다. 그러나 당시 미국 과학자와 공학자들은 1960년대 말까지 사람을 달에 보낸다는 것은 불가능하다고 생각했다. 달에 사람을 보낸다는 임무를 부여받은 미국항공우주국(NASA)이 가장 먼저 고민한 것은 ‘어떻게 보낼 것인가’라는 문제였다. 세 가지의 유력한 방식이 제기됐는데 가장 먼저 고려됐던 것이 강력한 추진력을 가진 로켓을 달에 직접 발사하는 ‘직행 도달’ 방식이었다. 가장 단순하고 쉬워 보이지만 달까지 사람을 보낼 정도의 거대한 로켓이 다시 달에서 지구로 돌아오기 위해 이륙할 수 있겠냐는 문제가 제기되면서 폐기됐다. 다음으로 지구 저궤도에 여러 로켓을 쏘아올려 우주공간에서 도킹시켜 조립한 다음 달로 보내는 ‘지구궤도 랑데부’ 방식과 사령선, 착륙선으로 이뤄진 우주선을 타고 달까지 간 다음 착륙선만 달에 내려갔다가 다시 올라와 사령선과 결합해 지구로 복귀하는 ‘달궤도 랑데부’ 방식이 제기됐다. 결국 시간과 비용이 가장 적게 드는 달궤도 랑데부 방식이 채택됐다. 1961년부터 1972년까지 약 10년 동안 이어진 아폴로 프로그램에 공식적으로 투입된 예산은 약 254억 달러로 현재 물가가치를 반영하면 약 1700억 달러(약 201조원)에 이르는 것으로 알려져 있다. 미국의 달 착륙 프로그램이 순조로웠던 것으로 생각하기 쉽지만 아폴로 프로그램은 많은 실패와 시행착오를 거쳤다. 1967년 아폴로 1호에 탑승할 예정이었던 우주인 3명은 모의시험 훈련 중 전선에서 튄 스파크로 인해 발생한 화재 때문에 우주선 안에 갇힌 채로 사망했다. 1968년 12월 달 궤도에 처음 진입한 아폴로 8호에 이어 6개월 사이에 9, 10호를 발사해 달 궤도의 안정적 진입을 재시험한 뒤 1969년 7월 20일 아폴로 11호가 마침내 달에 착륙하게 됐다. 달에 첫발을 내디딘 암스트롱은 미 해군 비행사로 한국전에 참전해 78차례의 전투비행 임무를 수행했고 서울 수복에 공을 세워 3개의 훈장을 받기도 한 베테랑 비행사로도 잘 알려져 있다. 조광래 한국항공우주연구원 연구위원(전 원장)은 아폴로 11호의 달 착륙에 대해 “달이 더이상 신화나 이야기 속 대상이 아니라 과학적 탐구가 가능한 대상이라는 사고의 전환을 가져다준 역사적 사건”이라고 평가했다. 우주경쟁 시작에서는 러시아가 우세했지만 유인 달 탐사 분야에서는 미국이 완벽하게 승리했다. 아폴로 11호의 달 착륙 이후 토끼가 떡방아를 찧는다는 식의 인류의 상상력을 자극해 왔던 달이 아무것도 없는 불모의 땅이라는 사실이 밝혀지면서 2000년대 초반까지 달은 사람들의 관심에서 멀어져 갔다. 아폴로 11호의 달 착륙 40주년이 지나고 2010년대 들어서면서 미국과 러시아라는 전통적인 우주 선진국은 물론 중국, 인도, 일본 같은 신흥 우주강국들까지 다시 달에 눈을 돌리고 있다. 최근 NASA는 2024년을 목표로 추진하고 있는 새로운 달 착륙 프로그램의 이름을 ‘아르테미스’로 정했다. 1960년대 추진했던 달 착륙 프로그램의 이름을 그리스 신화에 나오는 태양의 신 ‘아폴로’로 정한 것에 대해 쌍둥이 여동생인 달의 여신 ‘아르테미스’로 정한 것이다. 아르테미스는 공교롭게도 영화 ‘마션’의 원작자 앤디 위어가 2017년 발표한 SF 소설 제목과도 일치한다. 소설 ‘아르테미스’는 70년 뒤 인류가 달에 정착한 상황을 배경으로 하고 있다. 정부와 민간 우주기업이 함께 참여하는 아르테미스 프로그램은 지구 궤도를 돌고 있는 국제우주정거장(ISS)처럼 달 궤도에 ‘게이트웨이’를 건설하는 것을 골자로 하고 있다. ISS 참여국가들을 중심으로 추진되고 있는 게이트웨이는 우주인이 수개월 동안 머물면서 수시로 달을 탐사하고 달 토양이나 암석 등을 채취해 바로 분석할 수도 있으며 달 표면에 기지를 짓는 일도 훨씬 수월하게 할 수 있는 일종의 베이스캠프로 활용될 전망이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국의 우주 능력이 하루가 다르게 강해지고 있다. 우주 분야는 미국과 러시아의 각축장으로 알려져 왔지만, 이제는 미국이 중국을 경계해야 할 만큼 미중 우주 경쟁이 본격화되고 있다. 중국은 2007년 수백㎞ 상공에 떠 있던 자국의 인공위성을 로켓을 쏘아 파괴하는 데 성공했고, 2013년에는 정지궤도인 고도 3만 6000㎞에 떠 있는 인공위성을 파괴하는 실험에 성공해 미국을 충격에 빠뜨렸다. 미국은 세 종류의 인공위성을 우주공간에서 운용하고 있다. 수백㎞의 고도에 떠 있는 군사첩보위성, 2만여㎞의 고도에서 움직이는 GPS 위성 시스템, 그리고 고도 3만 6000㎞에서 상대방 미사일 발사를 탐지하는 조기경계위성 등인데, 이 중국이 마음만 먹으면 모두 다 파괴할 수 있다는 사실이 입증된 셈이다. 달 반대편에 우주탐사선을 착륙시키는 데 성공하고 일본보다 앞서 유인 우주시대를 열어 가는 중국이다. 중국은 ‘2030년 우주강국’을 목표로 100여개가 넘는 민간 회사로 하여금 로켓의 개발과 발사, 인공위성의 제조에 참여시켜 향후 10년 내에 총 1500여기의 인공위성을 발사한다는 계획이다. 그동안 국가 주도로 해 왔던 우주 개발에 민간 회사들을 참여시켜 우주 개발의 저변을 확대하고, 우주 개발 비용을 낮추며 해외 수출까지 염두에 둔 우주 정책의 변화라고 볼 수 있겠다. 중국은 2003년 사상 최초의 유인 우주선을 발사했고, 2018년 자체 GPS 시스템인 ‘베이두’(北斗)를 완성해 미국에 의존하지 않는 독자적인 GPS 시스템을 완성했다. 2020년에는 화성 탐사선을 발사하고 2022년 목표로 독자적인 우주정거장을 만들고 있다. 중국의 ‘2030 우주강국’의 목표가 계획대로 완성된다면 명실공히 미국, 러시아와 어깨를 겨누는 우주 3대 강국으로 올라선다는 것이다. 우주 패권을 지향하고자 하는 미국은 로키산맥 내부에 4만명이 넘는 인원으로 구성된 ‘공군우주군단’을 주둔시키면서 우주에서의 미사일 발사를 감시하고 우주와 지상 레이더를 연결해 우주 공간에서 발생하는 모든 군사적 위협에 대처하고 있는데, 요즈음은 중국의 우주 위협에 가장 민감해하고 있다. 이미 2014년 5월 워싱턴 회의에서 ‘공군우주군단’의 사령관인 존 하이텐 공군 대장은 “우주 공간에서의 전쟁은 원치 않지만, 중국의 위협에 대처해야 한다”며 그 심각성을 토로한 적이 있다. 시간이 흐를수록 막강해지는 중국의 우주 능력을 보면서 미국은 쓰라린 가슴을 쓸어 내리고 있을 것이다. 왜냐하면 중국의 우주 개발은 미국에서 우주기술을 공부한 첸쉐썬(錢學森)을 중국에 돌려보내는 것을 허용했기 때문이다. 첸쒜선은 중국 우주 개발의 아버지로 칭송받고 있다. 첸 박사는 제2차 세계대전 중 미국 국방과학기술자문위원회의 로켓 부문 장(長)으로 임명될 만큼 로켓에 관한 한 최고의 전문가였다. 미국 미사일 개발계획의 중추에 있던 인물인데 중화인민공화국이 건국된 1949년 첸 박사는 중국으로 돌아갈 결심을 했다. 미 국방부는 첸 박사를 중국으로 돌려보내면 군 5개 사단의 군사력에 필적하는 사람을 보내게 된다며 극력 반대했지만, 당시 중국 외교부장이던 저우언라이(周恩來)의 끈질긴 외교 설득 끝에 중국에 돌아가게 됐고, 중국은 본격적인 우주 개발에 들어서게 된다. 첸 박사는 미사일과 인공위성뿐만 아니라 핵무기 개발에도 큰 업적을 남겨 중국 우주 개발의 국부로 불린다. 그 업적을 기려 중국은 베이징의 현대사박물관 벽 한 면에 그의 가족사진을 전시했다. 첸 박사의 우주 개발은 중국의 지도자들이 전면에 나서 진두지휘했기 때문에 가능했는데, 유인 우주계획총책임자 자리를 리펑 전국인민대회 상무위원장이 맡았었다. 그 후임은 장쩌민 전 국가주석이었다. 중국의 우주 개발은 첸 박사라는 천재가 있었기에 가능했지만, 그 많은 예산을 지원해 주고 우주 개발에 박차를 가할 수 있게 한 사람들은 중국의 지도자들이었다. 일본도 나카소네 전 총리가 우주 개발의 초석을 다졌기에 자체 GPS를 구축하게 됐다. 한국은 2021년을 목표로 자체 로켓 ‘누리호’를 개발하고 있다. 국가 지도자가 관심을 가져야만 안정적인 우주 개발이 된다는 사실을 주변 국가들의 사례에서 알 수 있고 교훈을 얻게 된다.