NASA, 달 탐사 신형 유인우주선 ‘오리온’ 회수 해역 오차 최소화 ‘아르테미스 플랜’이란?

현재 NASA는 달의 유인 탐사계획인 ‘아르테미스’를 준비하고 있다. 우주인이 지구와 달 주변을 왕복하기 위해 탑승하는 오리온 우주선과 이를 발사하는 데 사용될 신형 로켓 SLS(스페이스론치 시스템) 개발도 막바지에 다다랐으며 NASA는 올해 하반기 오리온 우주선과 SLS의 무인 시험비행인 ‘아르테미스 1’ 미션을 수행하는 것을 목표로 하고 있다.

■ 대기권 진입 후 한 번 재상승 해 착수지점 조정

반세기 전의 아폴로 계획으로 귀환한 사령선은 재돌입 후에 최대로 약 2800km(1500해리) 비행한 후에 착수했다. 한편, 아르테미스 계획에서는 재돌입한 오리온 우주선이 양력을 이용해 일단 상승함으로써 대기로부터 받는 항력을 줄여 최대 약 8900km(4800해리) 비행하는 것이 계획되고 있다. 상승 후 고도를 조절하면 비행 거리를 조정할 수 있어 달에서 귀환해 언제, 어디서 대기권에 돌입하든 오리온 우주선은 정해진 해역에 정확히 착수할 수 있다고 한다.
지구를 주회(周回)하는 국제우주정거장(ISS)으로부터 귀환하는 경우, 적절한 타이밍에 재돌입하는 것으로 착륙·착수하는 영역을 선택할 수 있기 때문에, 우주비행사를 회수하는 것이 비교적 용이하다. 반면 달을 떠난 뒤 지구를 돌지 않고 대기권에 직접 재돌입한 아폴로 계획의 사령선의 경우 착수 지역은 미션을 통해 북태평양에서 남태평양까지 분산돼 있어 미 해군은 우주인들을 회수하기 위해 여러 함선을 광범위하게 배치해야 했다.

‘아르테미스 계획’도 ‘아폴로 계획’과 같이 달로부터 귀환한 오리온 우주선은 대기권에 곧바로 재돌입지만, 적은 함선으로 빠른 회수를 실현하기 위해 착수 구역은 캘리포니아주 샌디에이고의 앞바다 약 80km의 해역에 설정되어 있다. ‘스킵 엔트리’에 의한 비행 거리 조정은 해당 해역에 착수하는 필요한 조종 방법이라는 것이다. 또 ‘스킵 엔트리’에서는 재돌입이 2단계로 나누어지게 되기 때문에, 우주비행사의 신체에 걸리는 가속도나 우주선의 가열이라고 하는 부담을 줄이는 효과도 있다고 한다.

NASA에 의하면, 스킵 엔트리의 발상 자체는 아폴로 계획의 무렵부터 있었지만, 기술적인 제약으로부터 당시는 실현되지 않았다. 이에 따라 몇 개월 후로 예정된 ‘아르테미스 1’은 발사에서 착수까지 눈을 뗄 수 없는 미션이 될 것으로 보인다.

김경수 글로벌이코노믹 편집위원 ggs077@g-enews.com