미 항공우주국(NASA·나사)이 50여년만에 재개하는 유인 달 탐사 비행 준비를 마쳤다. 수 차례 지연 끝에 진행되는 이번 달 궤도 비행은 인류 우주 탐사의 새로운 이정표가 될 전망이다.
30일(현지시간) 미국 CBS 뉴스 등에 따르면 나사는 미국 동부시간으로 4월 1일 오후 6시 24분(한국 시간 2일 오전 7시 24분)께, 플로리다주 케네디 우주센터에서 아르테미스 2호를 탑재한 '우주발사시스템'(SLS)을 발사할 예정이라고 밝혔다. 기상 예보 상 발사 당일 기상 조건이 양호할 확률은 80%에 달한다.
이번 임무에는 사령관 리드 와이즈먼, 조종사 빅터 글로버, 미션 전문가 크리스티나 코크 등 미국 출신 3명과 캐나다 출신 제레미 한센 등 총 4명의 우주비행사가 탑승한다. 이번 임무로 코크는 달로 향하는 첫 여성 우주비행사, 글로버는 첫 유색인종 우주비행사라는 기록을 쓰게 됐다.
아르테미스 2호는 인류가 달 표면에 도달하는 임무는 아니지만 전례없는 비행 거리를 기록할 예정이다. 앞서 아폴로 13호는 지구로부터 24만8655마일(약 40만200km) 떨어진 거리의 우주까지 나아갔다. 아르테미스 2호는 이보다 4000마일 더 나아가 약 25만2000마일(약 40만5500km)까지 멀어져 원거리 비행 기록을 경신할 전망이다.
아르테미스 2호의 핵심 임무는 유인 우주선 '오리온'의 성능 검증이다. 발사 후 약 24시간 동안 지구 궤도를 돌며 생명 유지 장치와 통신 시스템을 점검한 뒤, 본격적으로 달을 향한 4일간의 항해를 시작한다.
우주비행사들은 달 표면에서 약 4100마일(약 6600km) 떨어진 지점까지 접근하는 '자유 귀환 궤도'(Free Return Trajectory)를 따라 비행하게 된다. 이 과정에서 이들은 인류 역사상 한 번도 직접 보지 못했던 달 뒷면의 일부 지역을 육안으로 관측하고 고해상도 데이터를 수집할 계획이다.
앞서 아르테미스 2호는 2월 초 발사 예정이었으나, 수소 연료 누출과 상단 추진제 가압 시스템 문제 등으로 발사가 연기됐다. 나사는 관련 결함을 모두 해결해 발사가 가능해졌다고 자신감을 드러냈다.
오는 1일, 약 900만 파운드의 추력을 내는 SLS 추진체(로켓)는 약 8분간 상승해 우주비행사를 태운 오리온을 우주로 쏘아올리게 된다. 오리온 우주선은 초당 약 5km 움직이며 우주를 향해 나아간다. 축구장 약 70개를 길게 늘어놓은 거리를 단 1초만에 주파하는 수준이다.
발사 약 50분과 1시간 후, 총 두 번의 로켓 분사를 통해 우주선은 약 7만km의 타원 궤도에 진입하게 된다. 1972년 아폴로 달 착륙 임무 이후 우주비행사들이 도달한 가장 높은 고도다.
발사 후 3시간 23분후 오리온 캡슐은 임시 극저온 추진 단계에서 분리된다. 일련의 기동을 통해 우주비행사들은 24시간 동안 지구 궤도를 돌게 되며, 달로 향하기 전 오리온의 통신, 항법, 추진 및 생명 유지 시스템이 정상 작동하는지 점검할 시간을 갖게 된다.
와이즈먼 사령관은 CBS 뉴스와의 인터뷰에서 “정신없는 첫날이 될 것”이라며 “(24시간 지구 궤도를 도는 동안) 이산화탄소를 제대로 제거하는지, 생존이 가능한지, 물을 마시고 화장실에 가는 등의 기본적인 인간 기능이 유지되는지를 달로 향하기 전에 반드시 확인해야 한다”고 설명했다.
이후 우주비행사들은 4시간 동안 수면을 취하고 로켓 점화 단계에서 기상하게 된다. 이 때에는 오리온 서비스 모듈의 주 엔진을 사용해 우주선을 최고 고도 4만 4555마일(약 7만 1700km), 최저 고도 115마일(약 185km)의 궤도로 진입시키게 된다. 이후 다시 4시간 동안 휴식을 취하며 지상 통제소가 오리온의 성능을 최종 평가해 달 항행 여부를 결정한다.
이번 임무는 인류가 달 표면에 직접 발을 디디는 것은 아니지만 보다 먼 거리에서, 앞서 본 적 없던 달 뒷면까지 인류의 눈으로 직접 관찰하게 된다는 데 의의가 있다.
이전 아폴로 임무에서는 달 적도 부근을 비행할 당시 달 뒷면이 가장 어두운 낮 시간이었다. 반면 이번 아르테미스 2호에서는 달 뒷면의 21%에 햇빛이 드는 시간에 인근을 지나며 '달의 뒷모습'을 인류가 직접 목격하게 된다.
최초의 여성 달 탐사대원 코크는 “달은 수많은 원격 탐사 위성으로 촬영되었지만, 인간의 눈으로 본 적 없는 '달 뒷면'이 있다”며 “우리가 그곳에 도착했을 때, 그 짧은 몇 시간을 최대한 활용할 수 있도록 준비할 수 있기를 바란다”고 말했다.