우주비행사 네 명이 곧 전례 없는 달 탐사 여정을 시작할 예정입니다.

곧 네 명의 우주인을 태우고 역사적인 달 탐사 임무를 수행할 NASA의 SLS(우주 발사 시스템) 로켓과 오리온 캡슐이 토요일, NASA 조립동에서 플로리다주 케네디 우주센터 발사대까지 수 시간에 걸친 여정을 거치며 주목받을 예정입니다. '롤아웃'이라고 불리는 이 행사는 전례 없는, 그리고 어쩌면 일부에게는 예상치 못한 여정의 첫걸음을 의미합니다.

아르테미스라고 불리는 이번 10일간의 임무는 2월 6일에 발사될 예정이며, NASA 우주비행사 리드 와이즈먼, 빅터 글로버, 크리스티나 코흐와 캐나다 우주국 소속 제레미 한센이 1972년 아폴로 17호 이후 처음으로 달 근처로 향하게 됩니다.

네 명으로 구성된 승무원은 달 뒷면 너머로 이동할 예정이며, 이는 현재 아폴로 13호가 보유하고 있는 인류 역사상 지구에서 가장 먼 거리 이동 기록을 경신할 가능성이 있습니다. 또한, 유색인종, 여성, 그리고 캐나다인 우주비행사로서 최초로 저궤도 너머로 우주여행을 떠나는 역사적인 순간이 될 것입니다.

하지만 아르테미스 2호는 왜 달 표면에 착륙하지 못하는 걸까요?

"간단히 말해서, 달 착륙선으로서의 능력이 없기 때문입니다. 이것은 달 착륙선이 아닙니다."라고 NASA의 임무 분석 및 통합 평가 부책임자인 패티 카사스 혼은 말했습니다. "NASA의 역사를 통틀어 우리가 하는 모든 일에는 어느 정도 위험이 따릅니다. 그래서 우리는 그 위험이 합리적인지 확인하고, 필요한 위험만 감수하려고 합니다. 따라서 우리는 먼저 능력을 개발하고 시험하고, 또 다른 능력을 개발하고 시험하는 과정을 반복합니다. 결국 달에 착륙하게 되겠지만, 아르테미스 2호의 진정한 목표는 승무원입니다."

아르테미스 프로그램의 첫 번째 무인 임무인 아르테미스 1호는 2022년 11월에 발사되어 달 궤도를 돌았습니다. 이번 비행은 아르테미스 우주선에 사람이 탑승하는 첫 번째 비행입니다. 오리온 캡슐은 우주비행사들을 태우고 달 궤도를 돌고, SLS 로켓은 오리온을 지구 궤도로 발사한 후, 우주비행사들이 더 깊은 우주로 나아갈 예정입니다.

"이번에 네 명의 사람이 탑승했으니, 아르테미스 1호에는 없었던 많은 새로운 기능들을 시험해 볼 수 있을 겁니다."라고 혼은 말했습니다. "예를 들어, 사람이 편안하게 지낼 수 있도록 우주선의 온도를 안정적으로 유지해야 합니다. 하지만 우주선에 사람이 탑승하면 공기 중 습도도 많이 높아집니다. 또한 음식, 물, 화장실도 필요하죠. 그리고 이번에는 오리온 우주선에 운동 기구도 몇 가지 탑재해서 시험해 볼 예정입니다."

NASA의 아르테미스 II 임무 우선순위는 명확하다고 혼은 덧붙였습니다. 그리고 달 표면에 발을 딛지 않고도 할 일이 많습니다. 승무원의 안전과 건강이 최우선이며, 여기에는 우주비행사들을 지구로 무사히 귀환시키는 것이 포함됩니다. 우주선의 안전과 건강은 두 번째이며, 항법, 추진 및 기타 탑재 시스템 테스트와 같은 임무 목표는 그 이후에 고려됩니다.

아르테미스 2호의 임무 계획은 1968년에 발사되어 인류 최초로 달 근처까지 인간을 보낸 아폴로 8호와 몇 가지 유사점을 가지고 있습니다. 아폴로 8호 역시 달 표면에 착륙하지는 못했지만, 새턴 V 로켓의 첫 유인 발사였으며, 우주비행사들이 달 뒷면을 관측하고 사진을 찍을 수 있었던 최초의 사례였습니다.

아르테미스 2호와 마찬가지로 아폴로 8호는 프로그램의 달 착륙선인 아폴로 달 착륙선(Lunar Module)이 유인 비행에 필요한 준비가 완료되지 않은 상태에서 발사되었습니다. 그 결과, NASA는 임무 계획을 달 착륙선 훈련에서 달 궤도 항법 훈련으로 변경했습니다. (달 착륙선 훈련은 결국 아폴로 9호에서 이루어졌습니다.)

아르테미스 프로그램의 첫 번째 달 착륙선은 스타십 HLS(인간 착륙 시스템)라고 불리며, 현재 스페이스X에서 개발 중입니다. 2028년까지 발사될 예정인 아르테미스 III 임무에서는 우주비행사들이 우주 발사 시스템(SLS) 로켓을 이용해 오리온 캡슐에 탑승하여 달로 발사될 예정입니다.

오리온 우주선은 달 궤도에 진입하면 스타십의 달 착륙선(HLS)과 도킹하고, 두 명의 우주비행사는 착륙선으로 옮겨 타석에 착륙할 예정입니다. 특히, 스타십의 달 착륙선 개발 일정에 대한 의문이 제기되면서 NASA는 다른 회사에 개발을 위탁하는 방안을 검토하고 있습니다.

혼은 아르테미스 2호와 아폴로 8호 사이의 유사점을 인정하면서도 주요 차이점도 지적했습니다.

"아폴로 8호는 실제로 달 궤도에 진입하여 10바퀴를 돌고 지구로 귀환했습니다."라고 그녀는 말했다. "하지만 아르테미스 2호는 달 궤도에 진입하는 것이 아닙니다. '자유 귀환' 방식이기 때문에 지구 궤도를 벗어나는 순간 이미 귀환길에 들어선 상태입니다. 달 주위를 한 바퀴 도는 것뿐인데, 바로 그 점이 아르테미스 2호의 장점입니다. 어떤 문제가 발생하더라도 승무원들은 추가적인 엔진 분사 없이 지구로 안전하게 귀환할 수 있습니다."라고 그녀는 덧붙였습니다.

브라운 대학교 지구·환경·행성 과학과 교수이자 아폴로 프로그램에 참여했던 제임스 W. 헤드에 따르면, 두 임무 사이에는 또 다른 유사점이 있을 수 있습니다.

“아폴로 8호는 크리스마스 시즌에 발사됐기 때문에 모두가 집에서 TV로 시청했죠. 사람들에게 우리가 실제로 달에 간다는 사실을 실감하게 해줬습니다. 미국과 전 세계에 일종의 각성을 불러일으켰죠.”라고 그는 말했다. “아르테미스 2호도 그와 같은 각성의 순간이 될 겁니다. 우리가 다시 달에 가는 거니까요. 용감한 네 명의 우주비행사가 50여 년 만에 달을 관측하고 지구를 바라보는 거죠. 모든 게 새롭습니다. 오늘날 지구에서 벌어지고 있는 온갖 혼란 속에서, 오히려 사람들을 하나로 모으는 힘이 될 수도 있을 겁니다. 여기에는 더 큰 목적이 있습니다. 우리가 모두 힘을 합쳐야 할 무언가가 있는 거죠.”

헤드 박사는 아폴로 프로그램과 아르테미스 프로그램이 임무 배치 전 각 구성 요소를 엄격하게 테스트하는 접근 방식으로 연결되어 있다고 믿습니다. 그는 "아르테미스 우주선은 이번이 두 번째 비행입니다. 서두를 필요가 없습니다."라고 말했습니다. "아폴로 프로그램처럼 모든 요소를 ​​단계적으로 테스트합니다. 착륙하지 않는 이유도 마찬가지입니다. 사실상 첫 번째 시험 비행이기 때문입니다. 따라서 이는 매우 타당합니다. 이것이 바로 NASA가 임무를 수행하는 방식이며, 인간의 안전뿐만 아니라 임무 성공까지 보장하기 위한 것입니다."

현재까지 인류가 지구에서 가장 멀리 이동한 기록은 1970년 아폴로 13호가 세운 248,655마일(400,171킬로미터)입니다. 아르테미스 1호는 이미 이 거리를 넘어섰지만, 유인 우주선이었습니다. 혼에 따르면, 아르테미스 2호가 유인 우주선으로 아폴로 13호의 기록을 깰 가능성이 있지만, 확실한 것은 아닙니다.

"비행 시기에 따라 달라집니다. 최적의 추진력 사용을 위해 궤적을 끊임없이 조정하고 있기 때문입니다."라고 그녀는 말했다. NASA는 현재 2월 6일부터 4월 30일까지 아르테미스 II 임무의 여러 가능한 비행 날짜를 검토 중이다.

혼은 이번 임무가 지구를 두 바퀴 도는 것으로 시작된 후, 비행 시작 약 26시간 후에 달 궤도 진입(우주선을 지구 궤도에서 벗어나 달로 향하게 하는 기동)을 시작할 것이라고 밝혔습니다.

"그때가 바로 대규모 연소 준비를 하는 순간입니다. 연소는 약 6분 정도 걸립니다. 이 연소가 끝나면 지구로 귀환하는 길이 시작됩니다. 그 외에는 아무것도 할 필요가 없습니다. 달을 스쳐 지나가면서 달의 중력이 우주선을 끌어당겨 지구로 다시 돌아오게 할 겁니다. 발사 후 모두가 그 대규모 연소만을 기다리고 있죠."

달 궤도 진입을 피함으로써 임무 프로필을 단순화할 수 있으며, 승무원은 우주선을 조종할 필요가 없으므로 다른 작업에 집중할 수 있습니다.

하지만 달 착륙선이 실전에 투입될 준비가 되었다면 임무의 범위는 달라졌을까요?

혼은 "도킹, 달 궤도 비행, 착륙과 같은 다른 임무 목표를 통합하는 것의 가치는 최초 비행의 위험성과 새로운 차량 기능의 모든 활용 가능성을 고려하여 평가되었을 것"이라며, "임무가 현재 범위를 넘어 발전했을 가능성도 있