미 NASA, 아르테미스Ⅱ 발사…반세기 만의 유인 달 비행, 최장 거리 기록 도전

오리온 캡슐 탑승 4인 출발…여성·흑인·비미국인 첫 달 비행
자유귀환 궤적 비행…40만6000㎞ 인류 최장 거리 경신 추진
2028년 달 착륙 검증 단계…중국 2030년 계획과 경쟁 본격화

미국 항공우주국(NASA)의 우주발사시스템(SLS) 로켓이 1일(현지시간) 플로리다주 케네디우주센터의 39B 발사대에서 발사되고 있다./UPI·연합/ 그래픽=박종규 기자

미국 항공우주국(NASA·나사)이 1일 오후 6시 35분(현지시각·한국시각 2일 오전 7시 35분) 플로리다주 케네디우주센터에서 우주발사시스템(SLS) 로켓에 우주비행사 4명을 태워 달 선회 비행에 나섰다.

1972년 아폴로 17호 이후 54년 만의 유인 달 탐사로, 인류가 지금까지 도달한 가장 먼 우주 거리 기록이 이번 임무에서 경신될 전망이다.

이번 임무는 달 착륙이 아닌 비행 시험으로 2028년 달 남극 착륙(아르테미스Ⅳ)을 향한 핵심 검증 단계다.

◇ 흑인·여성·비미국인 최초…54년 만 유인 달 탐사 아르테미스Ⅱ, 플로리다 이륙

'인테그리티(Integrity)'로 명명된 오리온(Orion) 캡슐에는 사령관 리드 와이즈먼·조종사 빅터 글로버·임무 전문가 크리스티나 코크, 그리고 캐나다 우주청(CSA) 소속 제레미 핸슨이 탑승했다. 글로버는 흑인 최초, 코크는 여성 최초, 핸슨은 비(非)미국인 최초 달 탐사 비행 우주비행사로 기록된다고 AP통신이 전했다.

아폴로 프로젝트가 군인 출신 백인 미국 남성으로만 승무원을 구성했던 것과 대조되는 구성이다. 찰리 블랙웰-톰슨 발사 총괄은 발사 전 "이 역사적인 임무에 아르테미스 팀의 심장과 미국인의 도전 정신, 그리고 새로운 세대의 꿈을 함께 실어 보낸다"며 행운을 빌었다. 

오리온(Orion) 캡슐을 탑재한 미국 항공우주국(NASA)의 우주발사시스템(SLS) 로켓이 1일(현지시간) 플로리다주 케네디우주센터의 39B 발사대에서 발사되고 있다./AFP·연합

◇ 8자형 7단계 궤적…달 너머 8000㎞, 인류 최장 도달

AP에 따르면 아르테미스Ⅱ의 비행 경로는 총 7단계로 구성된 8자형 루프다. 이는 ①발사 후 지구 고타원 궤도 진입 → ②오리온 캡슐과 SLS 상단 로켓 분리 및 수동 조종 훈련 → ③달 전이 궤도 점화(TLI) → ④달 후면 통과 → ⑤자유 귀환 궤적 진입 → ⑥고타원 지구궤도 재진입 → ⑦태평양 귀환·해상 착수 등의 순이다.

이 궤적은 추가 연료 없이 달과 지구의 중력만으로 귀환하는 방식으로, 아폴로 13호가 사고 당시 채택했던 경로와 유사한 원리라고 AP는 전했다.

로켓은 발사 3시간 30분 뒤 오리온 캡슐을 분리하며, 승무원은 분리된 상단 로켓을 표적 삼아 최근접 거리 10m(33피트)까지 수동 접근 훈련을 실시한다고 로이터통신이 전했다. 비행 6일째 달 후면을 통과한 뒤 달 너머 약 8000㎞까지 나아가 총 지구-우주선 간 최장 거리 약 40만6000㎞를 달성할 것으로 예상된다고 AP는 보도했다.

이는 1970년 아폴로 13호가 산소탱크 폭발 사고로 비상 귀환하면서 기록한 24만8655마일을 넘어서는 수치라고 로이터는 전했다. 아폴로 13호 탑승 우주비행사 프레드 헤이즈는 코크에게 직접 "우리 기록을 깰 것이라고 들었다"고 말했다고 영국 일간 가디언이 보도했다.

SLS 로켓은 높이 98m(322피트)로, 오리온 캡슐을 최상단에 탑재하고 액체 수소 연료와 고체 부스터 2기를 통해 이륙 추력을 낸다. 오리온 캡슐의 대기권 재진입 속도는 시속 약 4만234㎞로, 아폴로 10호의 시속 3만9897㎞보다 빠른 역대 최고 속도 귀환 기록도 세우게 된다.

캐나다 우주국(CSA) 소속 우주비행사 제레미 핸슨(왼쪽부터), 미국 항공우주국(NASA) 소속 조종사 빅터 글로버·사령관 리드 와이즈먼·임무 전문가 크리스티나 코크가 1일(현지시간) 미국 플로리다주 케이프 커내버럴의 케네디 우주센터에서 아르테미스 II 달 탐사 로켓 발사를 위해 발사대 39B로 향하며 운영 및 점검 건물을 나서고 있다./AP·연합

◇ 中 2030년 착륙 겨냥…美, 2028년 달 남극 착륙 목표

나사는 2028년 아르테미스Ⅳ 임무로 달 남극에 우주비행사를 착륙시키는 것을 목표로 한다. 중국이 2030년 이전에 유인 우주선의 달 착륙을 계획하고 있어 경쟁이 가속화되고 있다고 미국 일간 뉴욕타임스(NYT)가 전했다. 중국은 2004년부터 '창어(嫦娥·달의 여신 항아)' 프로젝트를 추진하고 있다.

재러드 아이작먼 신임 나사 국장은 지난 2월 아르테미스Ⅲ를 착륙 임무 대신 오리온-달 착륙선 도킹 훈련 임무로 전환하고, 실제 달 착륙을 아르테미스Ⅳ로 연기한다고 발표했다.

니키 폭스 나사 과학임무 국장은 "아폴로를 기억하지 못하는 세대가 있다. 이것이 그들의 아폴로"라고 말했다.

◇ 열차폐막·수소 누출 전례…시속 4만㎞ 재진입이 최대 관문

이번 임무는 '죽음을 무릅쓴 도전'으로 평가될 만큼 고도의 안전 관리가 요구된다. SLS 로켓은 2022년 무인 아르테미스Ⅰ 임무에서 열차폐막이 손상됐고, 올해 2월 연료 주입 훈련에서 수소 누출이 발생했지만, 이날 발사는 누출 없이 진행됐다고 AP는 전했다.

오리온 캡슐 구조적 완전성 담당 캐럴린 오버마이어 엔지니어는 "로켓이 상승하는 그 시간에는 숨을 참고 있을 것"이라고 말했다고 NYT가 전했다.

오리온 캡슐에는 긴급 사출 시스템·방사선 피폭 대피소·비상 산소 공급 장치·보조 엔진 8기·비상 낙하산·에어백 등이 탑재돼 있다. 승무원들은 만일의 사태에 대비해 최대 6일간 생존할 수 있는 특수 우주복을 착용했다.

임무 막바지인 오는 10일, 오리온은 시속 약 4만233㎞(2만5000마일)의 속도로 대기권에 재진입하며 섭씨 2760도의 고온을 견딘 뒤 샌디에이고 인근 태평양으로 귀환할 예정이다.

사령관 와이즈먼은 "오리온에는 유인 우주비행에서 배운 모든 교훈이 담겨 있다"고 나사 팟캐스트에서 밝혔다.