첫번째 키워드 '달'
1-1. 달 착륙 도전하는 민간기업들
1-2. 달 유인비행에 도전한다
1-3. 달 기지, 달 탐사의 꿈
달이다. 달은 우리 인류에게 우주의 대표선수다.
우주는 사실, 너무나 광대하고, 닿을 수 없을 것만 같은 거대함을 갖고 있기 때문에 달이 현실적 대안이다. 달은 우리 인류에게 오래 전부터 꿈을 심어주었다. 토끼와 선녀가 놀던 달이고, 사람들은 그 달을 바라보면서 낭만과 사랑을 즐겼다. 그리고 어느 순간 국력을 과시하는 탐사경쟁의 장이 되었다.
"우리는 달에 가기로 했다. 쉬워서가 아니라 어려워서 선택했다. 이번 10년이 끝나기 전에 우리 우주인들이 달에 가고, 무사히 집으로 데려올 것이다." 1962년 존 F 케네디 대통령이 한 연설이다. 냉전시대, 소련에 뒤진 미국의 우주탐사가 한방에 역전할 수 있는 대형 프로젝트가 바로 아폴로 미션이다. 우주비행은 유리 가가린이 먼저 했지만, 달 착륙은 미국 조종사가 먼저해야 한다는 절체절명의 사명이 인간의 달 착륙을 이끌어내는 힘이 되었다.
그 결과 1969년 아폴로 11호부터 1972년 아폴로 17호까지, 6차례 12명의 우주인이 우주에 발을 딛는 쾌거를 이뤄냈다. 그리고, 반세기가 흘러 이제 다시 사람이 달에 가려고 한다. 새롭게 시작하는 도전, 준비할 것도 많고, 챙겨야 할 대상도 많다. 2026~2027년 다시 도전하는 인간의 달 착륙은 NASA의 아르테미스 미션이 축을 이루는데, 그 미션을 위해 다양한 민간기업들도 다양한 형태로 달 착륙선을 보내며, NASA의 미션에 동참하고 있다. 민간기업이 정부 주도의 우주 탐사에서 큰 몫을 차지하고 있는 실질적 '뉴스페이스 시대'를 실감하게 한다.
파이어플라이 에어로스페이스의 '블루 고스트'가 달에 착륙해 있는 이미지. / Firefly
▶1월중 더블 문 미션, 미일 달 착륙선 동시에 간다
‘더블 문 미션(Double Moon Mission)’. 2025년이 열리면, 1월 중순 곧바로 2개의 민간기업 달 착륙선이 달을 향해 날아가게 된다. '우주탐사 퀀텀점프'가 시작되는 새해의 오프닝으로는 아주 멋진 도전이다.
내년 1월 중순 미국 플로리다주 NASA 케네디 우주센터에서 발사될 스페이스X의 로켓 '팰컨9'에는 두 대의 착륙선이 장착된다. 각각 미국과 일본 기업이 제작한 민간 달 착륙선이다. 미국 우주기업 파이어플라이 에어로스페이스(Firefly Aerospace)의 달 착륙선 ‘블루 고스트(Blue Ghost)’와 일본 우주기업 아이스페이스(ispace)의 달 착륙선 ‘레질리언스(Resilience)’다.
2024년이 저물어가는 12월 16일 케네디 우주센터에는 2대의 달 착륙선, 블루 고스트와 레질리언스가 배송됐다. 팰컨9에 장착되는 작업이 진행되고 1월 중순이면 모든 작업이 끝난다. 이 단계를 마치면 곧바로 팰컨9 발사로 이어질 것으로 예고돼 있다.
블루 고스트는 높이 2m, 지름 3.5m의 달 착륙선. 기계 구동을 방해하는 달 먼지를 제거하는 시스템 등 총 10종의 탑재체가 실렸다. 달의 일몰 이미지를 촬영하고 달의 황혼 동안 달 표면이 어떻게 달라지는 지 관찰한다. 블루 고스트에는 지구와 달 사이 거리를 측정하는 데 사용되는 달 반사경, 달 먼지를 채취하는 진공청소기 등 10개의 장비가 탑재된다. 착륙선의 활동 시한은 달의 낮에 해당하는 2주다.
레질리언스, 즉 회복력이라고 이름 붙은 아이스페이스의 달 착륙선에는 물 전기분해 장치, 식량생산 모듈, 심우주 방사선 보호 시스템 등이 탑재된다. 달 착륙선 안에는 26cm 크기의 소형 달 착륙선도 실린다. 아이스페이스는 지난해 4월 첫번째 달 착륙 시도에 실패한 바 있다. 이번이 두번째 도전으로 1차 시도 때 실패 원인으로 꼽혔던 고도 센서에 대한 보완을 마쳤다. 아이스페이스 착륙선에는 달 표토를 채취할 높이 26cm 소형 탐사차 '티네이셔스(TENACIOUS)'도 실린다. 아이스페이스는 채취한 달 표토를 NASA에 판매하기로 계약을 맺은 상태다.
아이스페이스의 두번째 달 착륙 도전에 나서게 될 '레질리언스' 착륙선과 미니 로버 달 착륙 상상도. / ispace
▶같은 출발, 다른 비행, 3개월 차 달 착륙
"미국이 달에 돌아왔다." NASA의 빌 넬슨 국장이 흥분에 차서 이같은 선언을 한 것은 2024년 2월의 일이다. “오늘, 인류 역사상 최초로 민간 기업이, 미국의 민간 기업이 달 표면에 달 표면 탐사를 시작해 그 항해를 이끌었다. 그리고 오늘은 NASA와 민간 기업 간 파트너십이 지닌 힘과 가능성을 보여준 날이다.” 넬슨 국장의 발언은 역사적 성과와 의미에 거의 감탄한 상태로 들린다.
2024년 2월 미국의 '인튜이티브 머신스(Intuitive Machines)'는 달의 남극 근처에 무인 달 탐사선 '오디세우스'를 착륙시켰다. 성공적으로 교신도 했다. 1972년 이후 반세기만에 이뤄진 미국의 달 착륙이었고, 세계 역사상 첫 민간기업의 탐사선 달 착륙이었다.
그리고, 2025년 초에 두번째 민간 달 착륙선이 달에 도착한다. 현재로서는 미국의 파이어플라이 블루 고스트가 두번째, 일본의 레질리언스가 세번째 민간 달 착륙의 기록을 세우게 될 것으로 보인다.
NASA 민간 달 탑재체 서비스(CLPS) 프로그램의 하나로 발사되는 파이어플라이의 블루 고스트 착륙선은 발사 45일 후 달 착륙을 시도한다. 로켓에서 분리된 달 탐사선은 우선 첫 25일 동안 지구 궤도를 돌면서 착륙선 성능을 시험하고, 이어 4일에 걸쳐 달 궤도에 들어선 뒤 이후 16일간 달 궤도를 돌면서 착륙 준비 작업을 한다. 착륙 예정지는 달 앞면 북동쪽에 있는 ‘마레 크리시움(Mare Crisium, 위기의 바다)'이다.
일본의 레질리언스 착륙선은 훨씬 먼 길을 돌아 달에 도착한다. 연료를 절약하기 위해 달 중력의 도움을 받는 우회 경로를 이용하기 때문이다. 레질리언스는 타원형 전이 궤도에서 저에너지 전이 궤도로 이동해 달에 접근할 계획이다. 저에너지 궤도 설계는 연료 절약과 탑재량 최적화를 위한 것이다. 4개월 반에 걸쳐 100만km 이상을 비행해 달 궤도에 도착하게 된다. 착륙 예정지는 1차 때 착륙을 시도했던 달 앞면 북쪽 60도 고위도에 있는 현무암 평원 ‘마레 프리고리스(Mare Frigoris, 추위의 바다)'다. 성공할 경우 역대 달 착륙선 중 가장 북쪽에 착륙하게 된다.
이번에 발사하는 두 우주선이 예정대로 달 착륙에 성공하면 각각 세계 두번째, 세번째 민간 달 착륙선이 된다. 아이스페이스의 최고기술책임자 료 유지에는 프레젠테이션에서 "파이어플라이의 착륙선이 먼저 팰컨9에서 분리된 뒤 상단부가 또 다른 연소를 수행하기 시작하면서 아이스페이스의 리질리언스 착륙선이 분리돼 우주비행을 시작하게 된다"고 발사와 분리, 궤도배치 등을 설명했다.
인튜이티브 머신스의 달 탐사선 오디세우스가 달에 근접하고 있는 이미지. / NASA
▶수많은 실패를 딛고, 올해부터 민간 달 착륙 본격화
2024년 2월 첫 민간 기업의 달 착륙 성공이 이뤄지고, 거의 1년이 지난 2025년 1월, 미국과 일본의 민간 달 착륙선이 다시금 도전에 나선다. 그런데 그 이전에 수많은 실패들이 있었다. 국가적 추진으로 가능했던 인류의 도전이 부분적으로 혹은 전체적으로 민간기업에 의해 이뤄지면서, 완성에 이르지 못하는 경우들이 발생한 것이다.
인튜이티브 머신스의 오디세우스 성공에 앞서 3개 기업이 달 착륙에 도전했다. 민간기업의 첫 달 착륙 시도는 이스라엘의 ‘스페이스IL’이었다. 2019년 개발한 스레이스IL의 달 착륙선 ‘베레시트’는 달 궤도 진입까지는 성공했지만, 착륙을 시도하다 표면에 충돌해 폭발했다.
2024년 4월에는 일본 우주기업 ‘아이스페이스’가 고도센서 문제로 실패했고, 2024년 1월에는 미국 우주기업 ‘아스트로보틱스’가 '페레그린' 달 착륙선을 쏘았으나 실패했다. 유나이티드 론치 얼라이언스의 벌컨 센타우르에 탑재돼 발사된 페레그린은 로켓에서 분리된 직후 기내 폭발로 실패했다. 달 탐사의 꿈을 심어준 케네디 대통령의 DNA가 실리는 등 많은 기대와 화제를 모았던 페레그린의 실패는 충격적이었다.
이같은 우여곡절을 겪고 있지만, 민간기업의 달 착륙 혹은 달 탐사 추진은 끊이지 않고 있다. 새해 초 진행될 2개의 달 착륙선이 그 출발점이다.
민간 기업의 '문 러시'에는 뉴스페이스 시대, 우주경제의 선도역할을 누가 맡느냐, 하는 중요한 경제 헤게모니 경쟁이배후에 있다. 달은 우주 탐사의 전초기지 역할을 할 수 있는 곳이기도 하지만, 달 자체의 경제성도 크게 대두되고 있다. 실제로 헬륨-3를 달에서 채굴하겠다는 기업과 조직이 등장하면서 신청을 받기 시작했을 정도로 현실이 되어 있다. 달의 자원을 지구로 가져와 지구를 살린다는 의미도 크지만, 달에서 물과 연료를 얻어 그것을 기반으로 심우주 탐사를 하거나 달에 거주하는 것이 가능해진다는 것도 중요하다.
루나 게이트웨이, 즉 달 궤도 우주정거장이 곧 실현되고 달에 인간거주단지가 구축된다면, 그 역사적 현장에 자리하고 싶은 기업들이 앞다투어 미래를 준비하고 있는 것이다.
스페이스X의 유인 달 착륙선 '스타십'이 달에 착륙해 있는 상상도. / spaceX
▶2025년 이후 달 착륙은 민간기업이 주도한다
NASA는 상업용 달 탑재체 서비스(CLPS) 계획을 통해 예산을 민간의 영역으로 이전시키는 등 민간 우주탐사 능력 확충에 열심이다. 비용을 절감하면서 혁신적이고 빠르게 우주탐사를 진행하는 가장 현명한 방법으로 평가받는 전략이다. CLPS 계획은 아르테미스 프로그램의 하위 계획으로 달의 과학 탐사, 상업적 개발 등과 관련된 탑재체를 실은 무인 달 착륙선을 발사하는 프로젝트다.
입찰을 통해 선정된 민간 기업이 무인 달 착륙선의 개발과 발사, 착륙, 운영의 역할을 맡는다. ‘블루문’이란 달 착륙선을 개발 중인 블루오리진, 인튜이티브 머신스, 아스트로보틱스 등 총 14개 회사가 CLPS에 참여하고 있다. 특히 인튜이티브 머신스의 우주선 ‘오디세우스’는 2023년 민간 우주선으로는 처음으로 달에 착륙한 경험을 바탕으로 2025년에는 달 남극으로 착륙선을 보내 달 표면 아래 물질을 탐색할 계획이다.
NASA는 아예 자체 달 착륙선 개발 프로그램을 폐기했다. ‘바이퍼(VIPER)’라는 이름의 자체 달 착륙선을 개발해 왔지만 2024년 7월에 개발 취소를 선언했다. 추진 비용이 2배 가량 상승한 탓이다.
심지어 유인 달 착륙선은 스페이스X의 스타십이 맡게 된다. 2027년으로 연기되기는 했지만, 미국의 트럼프 2기 행정부에서 일론 머스크가 영향력을 발휘하게 될 때, 시점의 문제는 어떻게 될지 아무도 알 수 없는 상황. 사람을 태우고 달에 착륙하는 것을 목표로 새롭게 제작되고 있는 스타십이 완성된다면, 기존과는 전혀 다른 규모로도 달 탐사가 가능해지는 길이 열리는 것이다. 미국의 인튜이티브 머신스와 아스트로보틱은 계속해서 달 착륙 계획을 추진하고 있다.
2025년은 각국의 달 탐사 계획도 잇따르고 있다. 미국의 아르테미스 2호는 2026년으로 연기됐지만, 중국의 창어 프로젝트는 5월, 7월에 계속되고, 인도의 찬드라얀 프로젝트 또한 7월, 9월로 예정돼 있다. 일본은 셀레네-2호를 올 하반기에 발사하고, 러시아 또한 올해와 내년에 걸쳐 루나 25호를 발사할 계획이다. 참고로 한국은 정부가 주도해 달 착륙선을 개발하고 있다. 1.8t급. 2032년 발사가 목표다. 전세계 우주선진국들의 달 탐사 경쟁과 그 틈새에서 영역을 넓혀가고 있는 민간 우주기업들의 발빠른 움직임이 새해를 뜨겁게 달굴 것으로 보인다.
바야흐로, 우주탐사 퀀텀점프가 달에서 시작되고 있는 것이다.
