54년 만에 유인 달 탐사..2028년 달 착륙
최초 흑인, 여성, 캐나다 우주비행사 참여
'K-라드큐브' 나라스페이스테크놀로지 개발
삼성전자ㆍ하이닉스 반도체 '방사선 작동' 실험
미중 달 착륙 경쟁 '꿈의 에너지' 헬륨3 관심
한국시간 오전 7시35분 '아르테미스Ⅱ' 우주발사체시스템이 달로 향했다. NASA플러스 생중계 갈무리
NASA플러스 생중계 갈무리
발사 5분전 우주발사체 (NASA플러스 생중계)
발사를 44분 앞둔 시간. 오리온 우주선에 있는 우주비행사들 (NASA플러스)
54년 만에 달 궤도를 다녀올 발사체가 우리시간으로 오전 7시 35분(현지시간 1일 오후 6시35분) 미국 플로리다에서 발사에 성공했다.
나사의 달 탐사 2단계 프로젝트인 '아르테미스Ⅱ'는 4명의 우주비행사가 '오리온' 우주선을 타고 달 궤도를 돌고 지구로 귀환하는 것이 목표다.
첫날은 지구를 돌면서 궤도를 높여 4월 3일 엔진을 점화해 달로 향한다. 달에 접근하면 6천∼9천 ㎞ 상공을 비행하며 달 표면을 관측하고, 오는 10일 미국 서부 샌디에이고 인근 태평양 해상으로 귀환한다.
1972년 아폴로17호 이후 54년 만에 달 궤도에 유인우주선을 보내는 것인데 앞으로 열흘간 110만 킬로미터를 비행한다.
과거 아폴로 우주선은 새턴 로켓에 실려 발사됐는데, 이제 로켓 이름 대신에 전체 시스템을 강조하면서 SLS, 우주발사시스템이라 부른다.
그리스 신화에서 달의 여신 '아르테미스'는 태양의 신 '아폴로'와 쌍둥이 남매다. 1960년대 시작된 아폴로 계획을 누이 이름으로 이어간다는 뜻을 담았다.
아폴로 때는 우주비행사가 모두 남성이었지만 여신의 이름을 딴 아르테미스 프로젝트는 2단계에서 첫 여성 달 우주비행사를 배출했다.
오리온 우주선을 달에 보낼 아르테미스Ⅱ의 우주발사시스템. NASA홈페이지
(왼쪽부터 시계방향) 크리스티나 코크, 빅토르 글로버, 제레미 한센, 리더인 리드 와이즈먼
1970년대 아폴로 계획에선 미국 백인 남성만 가능했던 우주비행사 구성도 이번엔 확 달라졌다.
지휘관 리드 와이즈먼은 해군 파일럿 출신으로 국제우주정거장에서 165일 체류한 베테랑이다.
빅토르 글로버(Victor Glover)도 해군 파일럿 출신으로 흑인이다. 최초의 유색인종 달 탐사 우주비행사가 됐다.
크리스티나 코크 (Christina Koch)는 전기공학자로 300일 넘는 우주비행 기록을 갖고 있다. 첫 여성 달 탐사 우주비행사이다.
제레미 한센은 미국이 아닌 캐나다 전투기 조종사 출신으로 NASA의 임무에 참여하게 됐다. 첫 외국인 달 탐사 우주비행사 기록을 갖게 된다.
우주비행사들은 인체 영향을 정밀하게 측정하고, 세포에 우주방사선이 미치는 영향도 조사한다. 평형감각과 인지능력 테스트는 물론 수동 조정으로 오리온 우주선의 도킹 가능성 등 각종 기능을 점검한다.
달 탐사에 나설 우주인들이 인터뷰 하고 있다. NASA 홈페이지
아르테미스Ⅱ 우주발사시스템과 주변 풍경. NASA 홈페이지
미국 NASA는 '아르테미스Ⅱ'가 성공하면 내년에 '아르테미스Ⅲ' 프로젝트로 지구 궤도에서 랑데부 시험을 한다. 2028년에는 마침내 '아르테미스Ⅳ' 발사 프로젝트로 달에 우주비행사를 착륙시킨다.
이번 아르테미스 2단계 임무에 한국 큐브위성도 함께 한다. 우주항공청과 한국천문연구원이 개발한 'K-라드큐브'는 무게 19킬로그램으로 삼성전자와 SK하이닉스 반도체를 실었다.
지구를 둘러싼 밴앨런 복사대를 통과하면서 우주 방사선을 측정한다. 주관기관인 천문연은 위성 개발과 방사선 측정체 개발, 비행 인증 등을 담당했고, 나라스페이스테크놀로지가 위성 개발, KT샛이 운영을 담당한다.
심채경 천문연구원 센터장은 지난 2월 "방사선이 집중된 영역이기 때문에 보통은 피해야 하는 궤도지만 오히려 이 방사선 영역을 잘 측정할 관측기를 넣어 궤도를 활용해보자고 판단했다"고 말했다.
박재필 나라스페이스테크놀로지 대표는 "열폭주 시험이나 위험 통제 등 기존 큐브위성에서 않는 기준을 다 통과해야 했다"며 "어려운 임무에 사업 기간이 1년 1개월로 짧아 어려웠는데, 인공지능을 활용한 설계기술도 적용해 기간 안에 개발할 수 있었다"고 했다.
윤영빈 우주청장은 "K-라드큐브는 한국의 심우주 위성 개발·운영 역량과 함께, 유인 우주탐사에 적용 가능한 안전성과 신뢰성 기술을 국제적으로 검증하는 중요한 사례"라고 말했다.
K-라드큐브는 지구 고궤도에서 오리온 우주선 밖으로 분리돼 지상국과 초기 교신을 하고, 지상국 관제에 따라 단계별로 높은 궤도에 오른다.
차세대 반도체는 극도로 정밀해지면서 우주 방사선 영향으로 오작동하기도 해 방사선에 잘 견디는지 연구와 시험이 필요하다.
삼성전자의 차세대 반도체 멀티칩 모듈, SK하이닉스의 메모리 반도체 칩이 방사선에 잘 견디는지 이번에 실려 분석하게 된다.
K-라드큐브 궤도 [우주청 제공]
미국이 50여 년만에 유인 달탐사 계획에 속도를 내면서 중국과 경쟁도 치열해지고 있다.
중국이 독자적으로 운영하는 우주정거장 '톈궁'은 6차례 유인 비행, 4차례 화물 보급, 7차례 귀환 임무를 수행하고 18명이 장기 체류하면서 각종 실험을 했다.
중국은 올해 유인 우주선을 발사해 우주비행사가 1년간 장기 체류하는 시험을 시작한다. 우주정거장에 보낼 화물우주선도 발사할 예정이다.
미국이 2028년인데 중국도 2030년 전에 달 착륙이 목표다. 미국이 플로리다에 발사장이 있다면 중국은 하이난성 워창에 발사장을 지으면서 달 탐사 우주선, 달 착륙선 등을 동시에 개발하고 있다.
미국과 중국은 장기적으로 달에 기지를 만들어 우주 개발 표준과 패권 경쟁을 벌인다. 얼음이 있을 것으로 추정되는 곳에 기지가 생기면 우주로 나아가는 전초기지가 될 수 있다.
달 기지는 로봇, 신소재, 인공지능, 차세대 통신 등 첨단 기술의 집약체이다.
기지가 생길 무렵이면 핵융합발전의 연료인 '헬륨3'를 달에서 채취 가공하는 설비도 함께 들어서고 '꿈의 에너지'를 확보하려는 경쟁도 시작된다.
중국 우주정거장 톈궁. 연합뉴스
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