[과학을읽다]'총알 13배' 속도로 돌아오는 달의 여신

아르테미스 1호 오리온 우주선, 11일 오후(미국 동부시간) 귀환
방열판 작동해 선체, 탑승객 보호할 수 있는 지가 관건

미 항공우주국(NASA)이 오리온 우주선 인양을 위한 리허설을 진행하고 있다. 사진 출처=NASA

[아시아경제 김봉수 기자] 총알보다 13배나 빠른 속도로 '달의 여신'이 지구로 돌아 온다. 과연 대기권의 엄청난 마찰열과 충격파를 이겨 내고 무사히 귀환할 수 있을까?

미 항공우주국(NASA)은 50여년 만의 달 유인 탐사 재개를 위해 시험 발사한 아르테미스(달의 여신) 1호의 오리온 우주선이 11일 오후 12시 40분(미국 동부시간) 멕시코의 바하 캘리포니아 서부 이슬라 과달루페 해안에 착륙할 예정이라고 10일 밝혔다.

NASA는 당초 캘리포니아 샌디에이고 지역 해안에 착륙시킬 계획이었다가 기상 악화가 예상되면서 550km 남쪽으로 착륙 장소를 이동시켰다. 우주전문매체 스페이스뉴스에 따르면, NASA의 마이크 새러핀 아르테미스 1호 담당 매니저는 "바람과 파도, 약간의 비로 인양 작업이 어려움을 겪을 것으로 보여 착륙 지역을 옮겼다"고 설명했다.

오리온 우주선의 착륙 및 인양에는 차질이 없을 전망이다. 미 해군 함정 USS 포틀랜드호가 최소한 착륙 24시간 전에 예상 지점에 도착해 기상 정보를 수집하고 인양 준비에 나선다. 오리온 우주선은 착륙 직후 2시간 동안 수면 위에 머물면서 선체 상태 등을 점검한 후 헬리콥터와 소형 보트 등에 의해 견인돼 포틀랜드호에 실릴 예정이다.

NASA의 오리온 우주선 개발팀 관계자들은 무사히 착륙할 수 있을지 신경을 곤두세우고 있다. 약 3주간 달 궤도까지 갔다가 귀환하는 오리온 우주선은 무려 시속 4만km의 속도로 지구 대기권에 돌입한다. 그만큼 엄청난 충격과 대기와의 마찰열을 견뎌내야 한다. 특히 현재까지 지구 상에는 그만한 속도와 무게, 충격, 열 등 유사한 환경을 조성해 실험할 수 있는 시설은 존재하지 않았기 때문에 쉽사리 성공을 장담하지 못하고 있다. 새러핀 매니저는 "(달 탐사 우주인들이 탐승할 오리온 우주선은) 안전에 중요한 장비"라면서 "우주선 자체와 승객, 조종사 등을 보호할 수 있도록 설계돼 있는 만큼 방열판이 설계대로 작동되어야 한다"고 설명했다.

오리온 우주선이 선체 및 탑승객 보호를 위해 사용할 '건너뛰기(Skip) 재진입' 방식도 관심을 끌고 있다. 고도 60km까지 하강했다가 다시 고도 90km까지 재상승해 수면과 충돌하는 기체와 탑승객들에게 가해질 충격파를 최소화하고 최종 착륙 지점 선택의 폭을 넓힐 수 있는 방법이다. 오리온 우주선을 무사히 인양하는 것도 중요한 과제다.

NASA는 이번 오리온 우주선의 재진입ㆍ착륙, 인양 과정에 적용된 기술들을 검토해 2024년 이후 실시될 유인 달 궤도 왕복 프로젝트인 아르테미스 2호 발사 때 개선ㆍ활용할 예정이다.

NASA는 오리온 우주선을 통해 수행할 예정이었던 124개의 과학 실험 중 30% 이상이 완료됐으며 37.5%는 항행시 데이터 수집 등으로 진행 중이다. 나머지 32.5%는 주로 재진입, 낙하 및 인양 과정에서 우주선 선체의 염수 노출ㆍ부식 모니터링 등 비행 후 실시될 예정이다.

NASA는 이번 아르테미스 1호 발사를 통해 인류 역사상 가장 강력한 추력을 자랑하는 초대형 발사체 우주발사시스템(SLS)를 개발해 시험, 성공했다. 지구 저궤도까지 화물 143t, 달 궤도 진입을 위해선 27t까지 실을 수 있다. 또 오리온 우주선에는 실제 달 탐사에 사용될 우주복을 입힌 마네킹 3개를 태워 우주방사선의 영향 등 추후 유인 탐사때 조종사들이 처할 상황과 대처 방안을 연구했다. 우주인들이 우주선을 쉽고 빠르게 통제할 수 있도록 대형 화면과 음성 안내 장치 등을 갖춘 자동항법시스템을 장착해 시험하기도 했다.

NASA는 이번 오리온 우주선의 항행 기간 동안 17번이나 발생한 전류 조절기 오류의 원인을 파악하고 개선하기 위해 연구를 집중할 예정이기도 하다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr