[시사뉴스 김백순 기자] 한국시간 29일 밤 9시33분 미국 항공우주국(NASA·나사)이 50년 만에 달 탐사선을 발사한다. 미국 뉴욕타임스(NYT)는 28일(현지시간) 이번 달 탐사가 미래에 화성에 유인 탐사선을 보내기 위한 정지작업으로 삼고 있다고 보도했다.

빌 넬슨 나사 국장은 "복잡한 임무 수행을 통해 화성에 첫 인류를 보내는데 필요한 과학과 기술을 개발할 것"이라고 밝혔다.

화성 탐사 계획이 처음 시작된 것은 버락 오바마 전 대통령이 2010년 나사가 달을 넘어 소행성과 화성 등 보다 야심적인 우주 탐사에 나서야 한다고 강조하면서다.

나사의 이번 달 탐사는 전임 도널드 트럼프 대통령 시절 아르테미스(Artemis; 그리스 달과 사냥의 여신) 계획이라는 이름으로 시작됐다. 아르테미스는 그리스 신화에서 아폴로(그리스 신화에서 태양신 아폴론의 로마신화식 표기)의 쌍둥이다.

아르테미스 계획의 첫 단계는 달 탐사 우주선을 탑재하는 로켓인 우주발사시스템(Space Launch System)과 우주인이 탑승하는 오리온 캡슐(Orion capsule)의 검증이다.

이번 발사에는 우주인 대신 마네킹을 실은 오리온 캡슐이 달 주위를 선회한 뒤 지구로 귀환하게 된다. 우주인이 탑승하기 전 우주선에 발생할 수 있는 문제점들을 모두 점검하기 위한 것이다.

나사는 날씨 등 문제로 오늘 밤 발사가 불가능하면 오는 2일이나 5일 다시 발사할 예정이라고 밝혔다. 일기예보에 따른 오늘 발사 성공가능성은 70%다.

최근 몇 년 새 각국의 달 탐사 경쟁은 치열해지고 있다. 중국은 이미 3대의 로봇을 달에 착륙시켰다. 인도와 이스라엘도 2019년 탐사선을 발사했고 한국은 달 궤도 탐사선 다누리호를 발사했다.

과학자들은 새 탐사계획으로 새로운 데이터들이 쏟아질 것으로 기대하고 있다.

나사는 아폴로 유인탐사선 발사 이후 달이 황폐하고 건조하며 대기가 없다고 판단해 더이상 관심을 보이지 않았었다. 대신 태양계의 화성과 목성 및 토성의 위성들에 대한 탐사에 집중했다.

그러나 과학자들에 의해 달은 또 예상과 달리 완전히 건조하진 않다는 것이 밝혀졌다. 달의 극지방 어두운 곳에 얼음이 존재한다는 사실이 확인된 것이다. 얼음의 존재는 달에 대한 관심을 새롭게 자극했다.

인도가 발사한 찬드라얀-1호 달 궤도선도 물의 존재를 확인했으며 과학자들이 아폴로 15호와 17호가 채취한 달 암석의 광물질에 물이 함유돼 있음을 밝혀냈다.

그러나 달에 대해 아직 풀지 못한 과제들도 많다. 달에 존재하는 물의 양이 얼마나 되고 달 토양과 암석에서 물을 쉽게 추출해낼 수 있을 지도 아직 알 지 못한다. 이에 따라 오는 2024년 달 극지방에 탐사선을 착륙시켜 지하 1m까지 시추해볼 계획이다.

아레테미스는 길이 98m, 연료 충전시 추진력이 2495t에 달하는 초대형 SLS로켓에 오리온 캡슐을 탑재해 발사한다. SLS 로켓은 1970년대 왕복우주선인 스페이스셔틀의 디자인을 많이 채용했다.

4인의 우주인이 탑승할 수 있는 오리온 캡슐은 이후 달 저궤도를 몇 주 동안 선회한 뒤 귀환한다. 이 과정에서 아무런 문제가 없음이 확인되면 실제 우주인이 탑승하는 아르테미스 II 계획이 진행된다.

SLS가 발사되면 2분 동안 보조연료탱크 2개가 연소한 뒤 분리돼 대서양으로 낙하한다. 이후 8분 동안 4개의 분출구가 있는 주 엔진이 연소된 뒤 2단계 엔진과 오리온 캡슐만이 남는다.

발사 후 1시간30분 정도 지나서 2단계 엔진이 점화돼 18분 동안 연소하면서 오리온 캡슐을 달궤도로 추진한 뒤 엔진이 소진되면 오리온 캡슐과 분리된다. 그리고 최초 발사 6일 차에 오리온 캡슐은 달 궤도에 오르게 된다.

오늘(29일) 아르테미스 I이 발사에 성공하면 오리온 캡슐은 42일간의 임무를 마치고 10월10일 귀환할 예정이다.

오리온 캡슐에는 헬가, 조하르, 무니킨 캄포스 사령관으로 명명된 마네킹 3개가 탑재된다. 헬가와 조하르에는 방사능 감지 플라스틱으로 만든 자궁과 허파 등 장기가 내장돼 있어 방사능이 우주인에 미칠 영향을 평가할 예정이다.

아르테미스 II 계획은 오는 2025년에 진행된다. 여성과 유색인이 포함된 4인의 우주인을 태우고 발사돼 달을 탐사한 뒤 지구로 귀환한다는 계획이다. 우주인들은 달 남극 7400km 상공에 체류하게 되는데 성공하면 인류 역사상 지구에서 가장 먼 곳까지 여행하는 셈이 된다.

아르테미스 III계획은 우주인들이 스페이스X 스타십 탐사선을 타고 달 남극 지역에 착륙한다는 시나리오다. 이곳은 수십억년 동안 햇빛이 비치지 않은 미지의 지역으로 오리온 캡슐은 달 궤도를 돌면서 귀환하는 우주인을 태우고 지구로 돌아온다.

나사는 아르테미스 3단계 계획이 모두 성공하면 달에 정기적으로 우주인을 보낼 예정이다. 달에 전진기지를 설치하고 달 궤도에 게이트웨이(Gateway; 관문)라는 이름의 우주정거장도 설치한다.