신문은 선생님

지난달 1일, 전 세계의 시선이 미국 케네디 우주센터로 향했습니다. 인류를 다시 달로 보내려는 '아르테미스' 프로그램의 두 번째 임무(2호)를 수행하기 위해 우주선 오리온이 힘차게 발사됐기 때문이죠. 우주비행사 4명을 태운 오리온은 거대 로켓 'SLS(Space Launch System·우주 발사 시스템)'에 실려 날아올랐습니다.

달을 우주 휴게소처럼

인류가 처음 달에 발을 내디딘 것은 1961~1972년 미국 항공우주국(NASA)의 유인 우주 비행 탐사 계획인 '아폴로 계획' 때였습니다. 당시 미국과 소련은 치열한 우주 개발 경쟁을 벌이고 있었는데요. 소련의 우주선 루나 2호가 1959년 인류 최초로 달에 도달했지요. 하지만 이는 무인 우주선이었고, 인간을 태운 우주선이 달에 처음 착륙한 것은 1969년 미국의 아폴로 11호였어요.

이번 우주 프로그램의 이름인 '아르테미스'는 그리스 신화에서 아폴론(영어식 이름 아폴로)의 쌍둥이 누나이자 달의 여신이에요. 이는 옛날 아폴로 계획의 뒤를 이어 인류가 다시 한번 달을 향해 나아간다는 특별한 의미를 담고 있습니다. 아폴로 계획의 목적이 달에 인간의 발자국을 찍고 돌아오는 것 자체였다면, 지금 아르테미스 계획은 조금 다릅니다. 50여 년 만에 다시 시작된 이번 임무의 진짜 목표는 달에 기지를 세우고 사람이 오래 머물 수 있는 환경을 만드는 거죠.

그렇다면 인류는 왜 달에 가려고 할까요? 달은 지구보다 크기가 작고 중력도 약합니다. 지구에서보다 훨씬 쉽게 로켓을 쏘아 올릴 수 있지요. 서울에서 부산으로 장거리 운전을 할 때 쉬지 않고 한 번에 가느라 힘들었던 기억이 있나요? 하지만 중간에 휴게소에서 쉬었다 가거나 연료를 보충한 뒤 가면 좀 더 쉬운 여행이 되겠죠. 나중에 화성처럼 아주 먼 우주로 나갈 때, 달에 지어진 기지를 마치 우주 휴게소나 주유소처럼 활용하려는 것입니다. 특히 이 휴게소를 원활하게 운영하기 위해, 달 표면 아래 숨겨진 자원을 찾아내 실제 탐사에 활용하려는 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있어요. 아르테미스는 인류가 더 넓은 우주로 뻗어 나가기 위한 첫 번째 관문인 셈입니다.

우주선을 달로 보내는 SLS 로켓

달에 가려면 먼저 지구에서 끌어당기는 강력한 중력을 벗어나야 합니다. 무게가 무거울수록 더 큰 엔진의 힘이 필요하고 연료도 더 많이 필요해요. 특히 대형 버스 2대 이상의 무게에 달하는 우주선 오리온을 지구 중력에서 벗어나 달까지 한 번에 보내려면 엄청나게 큰 엔진과 많은 양의 연료가 필요합니다. 이를 위해 아파트 30층 높이(약 98m)에 달하는 거대한 SLS 로켓이 사용됐어요. SLS는 NASA가 개발한 초대형 우주 로켓이죠. 우주비행사와 우주선을 달까지 실어 나르는 역할을 합니다.

우주비행사들이 탄 오리온은 로켓에서 분리된 뒤 4일 동안 달을 향해 날아갔습니다. 달 근처를 지나서 다시 지구로 돌아오는 아주 어렵고 복잡한 과정을 거쳤죠. 이번 아르테미스 2호 임무에서 우주여행을 한 오리온은 인류 역사상 지구에서 가장 멀리까지 사람을 태우고 비행했다는 대기록을 세우기도 했습니다. 우주비행사들이 직접 달 등 천체 사진을 찍기도 했어요.

비록 이번에 달에 직접 발을 내딛지는 않았지만, 아르테미스 2호는 사람이 달까지 안전하게 다녀올 수 있는지를 미리 확인해 본 아주 중요한 시험 비행이었습니다. 우주비행사의 달 착륙 임무는 2028년 아르테미스 4호 때 수행할 계획이에요. 아르테미스 3호는 달 궤도까지는 가지 않고 지구 저궤도에서 달 착륙선과의 결합 등을 시험한다고 합니다. 아르테미스 계획의 목표 중 하나인 유인 기지는 2032년 달의 남극 부근에 건설될 예정입니다. 과학자들은 달 남극에 물이 얼음 형태로 많이 저장돼 있다고 보고 있는데요. 이 물이 식수뿐 아니라 산소, 연료 등으로 유용하게 활용될 수 있기 때문입니다.

아르테미스 2호에 참여한 한국 위성

특히 이번 여정에는 우리나라 우주항공청 산하 한국천문연구원이 만든 작은 위성 'K-RadCube(케이-라드큐브)'도 함께했습니다. 케이 라드큐브는 신발 상자 정도로 작은 위성이지만, 아주 중요한 역할을 맡았어요. 바로 우주비행사들이 달에 갈 때 마주하게 될 우주 방사선 환경이 얼마나 위험한지 미리 측정하는 겁니다. 방사선은 눈에 보이지 않지만 사람의 몸에 해로워요. 그래서 우주 공간에서 직접 측정한 방사선 데이터는 우주 비행사와 탐사선 장비의 안전을 돕는 소중한 자산이 됩니다.

비록 우주로 나간 뒤 케이 라드큐브의 교신이 끊겨 임무를 온전히 마치지는 못했지만, 우리 연구진은 이 위성을 단 1년여 만에 만들어냈답니다. 또한 지구에서 약 6만㎞나 떨어진 곳에서 위성이 보낸 신호를 받고 거리를 측정하는 기술도 확인했어요.