지구 저궤도를 도는 수많은 위성들은 통신과 방위산업, 커뮤니케이션, 기후와 환경 등 중요한 정보와 서비스를 우리에게 제공해 준다. 뉴 스페이스 시대를 맞아 미국 항공우주국 NASA는 거대한 우주탐사는 물론이고, 저궤도 위성들도 기업들과 협력해 진행하고 있다.
NASA는 최근 "민간의 파트너들이 완성된 성과를 내고 있어 저궤도 위성 사업에 큰 진전을 이루고 있다"며 7개의 주요 파트너들과 2개의 중소기업 혁신연구 프로젝트에 타당한 스타트업을 소개했다. 이들 기업은 대체로 새롭게 만들어질 상업용 우주정거장 관련 미션을 수행하고 있다. 미국에서 일론 머스크의 역할이 커지면서 우주산업에 대한 투자에도 관심이 커지고 있는 상황이므로, 이들 기업을 NASA의 저궤도 미션을 중심으로 간략히 소개한다.
플로리다 케이프 커내버럴에 위치한 블루 오리진의 발사체 공장에서 촬영된 뉴 글렌 우주선의 1단계와 2단계 모습. / blue origin
1. 블루 오리진(Blue Origin)= 블루 오리진은 승무원 및 기타 임무를 위해 미국이 안전하고 경제적이며 고빈도로 궤도에 진입할 수 있도록 해주는 통합 상업용 우주 운송기능 개발에 지속적으로 진전을 보이고 있다. 블루 오리진은 2000년 제프 베조스가 설립한 대표적 민간 우주기업이다. 우주관광사업을 통해 스페이스X에 비견되는 명성을 얻고 있다.
국제우주정거장에 접근하는 노스롭 그루먼의 시그너스 우주선. / NASA
2. 노스롭 그루먼(Northrop Grumman)= 노스롭 그루먼은 시그너스 우주선을 NASA의 차세대 저궤도 벤처를 지원하기 위한 기초 물류 및 연구 플랫폼으로 발전시키고 있다. 이 회사는 최근 NASA와의 프로젝트 관리 검토를 완료하여 우주선 상용화를 위한 로드맵과 개선 사항을 제시했다. 또한 노스롭 그루먼은 스타랩 스페이스와의 파트너십을 통해 도킹 기능 구현을 위한 진전을 계속하고 있다.
앨라배마 헌츠빌에 있는 NASA 마샬 우주센터에서 본격적인 폭발 압력 테스트를 마친 스에라 스페이스의 'LIFE 서식지'. / Sierra Space
3. 시에라 스페이스(Sierra Space)= 시에라 스페이스는 최근 지구 저궤도의 새로운 타깃을 위한 NASA 자금 지원 상업용 우주 정거장의 구성 요소인 'LIFE(대규모 통합 유연 환경) 서식지' 구조에 대한 2차례의 본격적 최종 파열압력 테스트를 완료했다. 또한 안전 기준을 충족하는 투과성 및 가연성 테스트에 중점을 두고 서식지의 공기 장벽을 위한 재료를 선택하고 테스트했다. 팽창식 서식지는 궤도에서 확장되도록 설계되어 있어 배치 때 크게 확장할 수 있는 유연하고 내구성이 뛰어난 구조로 우주비행사를 위한 다목적 생활 및 작업 공간을 제공하게 된다.
텍사스 보카치카에 위치한 스타베이스에서 시험 비행을 앞두고 있는 스페이스X 스타십 우주선. / SpaceX
4. 스페이스X(SpaceX)= 스페이스X는 지구 저궤도, 달, 화성 및 그 너머로의 임무를 위해 설계된 재사용 가능한 운송 시스템인 스타십 우주선을 계속 개발하고 있다. 텍사스 보카치카에 있는 스타베이스 시설에서 발사 부스터인 슈퍼 헤비를 통해 스타십은 6차례 비행 테스트를 완료했다. 테스트 과정에서 스페이스X는 착륙 화상과 극초음속으로부터의 재진입 등 시스템의 재사용성에 필요한 주요 기능을 시연했다. 스페이스X는 또한 아르테미스 프로젝트에 따른 첫 달 착륙 임무를 앞두고 시스템 운영을 위해 재사용 가능한 메탄-산소 단계 연소 랩터엔진의 업그레이드 버전으로 구동되는 차세대 스타십 시스템을 준비하고 있다.
특수 항공우주 서비스 엔지니어가 스페셜 에어로스페이스 서비스의 자율기동 장치를 테스트하고 있다. / SAS
5. 스페셜 에어로 서비스(Special Aerospace Services)= 스페셜 스페이스 서비스는 우주 서비스, 추진 및 로봇 기술을 통합하는 자율기동 장치를 개발하고 있다. 이 회사는 고객의 요구에 부응하는 초기 비행장치의 세부 사항과 기능을 설정하고 있다. 또한 스페셜 에어로스페이스 서비스는 콜로라도 아르바다에 있는 특수 프로젝트 연구시설에서 프로토타입 유닛을 개발 중이며 앨라배마주 헌츠빌에 새로운 캠퍼스와 최종 조립 시설을 건설하기 시작했다.
싱크 오비탈이 개발하고 NASA와 ESA가 검증한 용접 실험을 호스팅하는 쌍둥이 컨테이너. / Think Orbital
6. 싱크 오비탈(Think Orbital)= 싱크 오비탈은 최근 NASA와 ESA(유럽우주국)가 검증한 우주에서의 자율 용접을 시연했다. 이 회사는 올해 말 또 다른 임무에서 우주 용접, 절단 및 X선 검사 기술을 추가로 테스트할 예정. 2025년 말로 예정된 싱크 오비탈의 세번째 임무는 첨단 엔드이펙터 솔루션과 독립형 X선 검사 기능을 갖춘 로봇팔을 포함한 상업적으로 실행 가능한 제품을 개발하는 것. 우주 용접기술을 통해 향후 상업용 우주정거장을 위한 더 큰 구조물을 구축하는 데 기여할 것으로 보인다.
캘리포니아 롱비치에 위치한 배스트 본사에서 최종 조립 단계에 있는 Haven-1 상업용 우주정거장의 1차 구조물. / Vast
7. 배스트(Vast)= 배스트는 2025년 발사를 목표로 하는 Haven-1 상업용 우주정거장에 대한 개발을 계속하고 있다. 이 회사는 최근 기본 구조 패스파인더, 해치, 배터리 모듈, 제어 모멘트 자이로스코프 등 주요 부품을 제작하는 등 기술적 이정표를 완료했다. 바스트는 또한 NASA의 지원을 받아 태양광 어레이 배치 테스트와 정거장의 예비 설계 검토를 완료했다. 바스트는 상업용 우주정거장의 돔형 창문을 개발하고 테스트하기 위해 엄격한 압력 테스트를 수행했다.
캐노피 에어로스페이스가 개발 중인 세라믹 방열판 또는 열 보호 시스템. / Canopy Aerospace
8. 캐노피 에어로스페이스(Canopy Aerospace)= 캐노피 에어로스페이스는 열 보호 시스템이라고도 하는 세라믹 방열판의 생산을 개선하기 위한 새로운 제조 시스템을 개발하고 있다. 이 회사는 최근 알루미나 강화 열장벽 제형을 사용하여 저밀도 세라믹 단열재의 재료를 검증했다. 캐노피 에어로스페이스는 또한 극한의 난방 시 열 보호 기능을 제공하도록 설계된 3D 프린팅 저밀도 애블레이터의 개발을 계속하고 있다. 인공위성용 전자기 추진기를 포함하여 에너지, 우주, 항공우주, 산업 분야의 다양한 응용 분야에서 유용하게 사용될 수 있는 질화알루미늄 및 산화물 세라믹 제품과 같은 다른 3D 프린팅 소재도 개발했다.
재사용 가능한 화물 운송 차량인 카고 페리는 최근 고고도 비행 테스트를 위해 프로토타입을 제작했다. / Outpost Technologies
9. 아웃포스트 테크놀로지(Outpost Technologies)= 아웃포스트 테크놀로지는 재사용 가능한 화물 운송 차량인 카고 페리의 고공 비행 테스트를 완료했다. 이 회사는 기상 풍선을 통해 8만2000피트 상공에서 프로토타입을 투하하여 복구 시스템과 항속거리 기능을 테스트했다. 핵심적 혁신내용은 차량을 정밀 착륙으로 안내하는 로봇 패러글라이더. 이 패러글라이더는 기록적인 고도인 6만5000피트 상공에 배치되어 이러한 시스템으로는 역대 최고 비행 기록을 세웠다. 테스트 기간 동안 이 차량은 착륙 지점에서 안전하게 회수되기 전까지 165마일을 자율 비행하여 시스템의 신뢰성을 입증했다.
