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NASA의 달 궤도 우주정거장 구축 계획
한국항공우주연구원
미래융합연구부
심은섭(책임연구원)
여러분은 NASA가 향후 5년 안에 구축할 계획인 달 궤도 우주정거장에 대해 아마
들었을 것이다. 이 우주 비행선은 달 궤도 플랫폼 게이트웨이로 알려져 있으며 인류
가 우주 공간으로 영역을 넓히고 달과 주변에서 다양한 과학적, 상업적 활동을 가능
케 해줄 것이라고 NASA 관계자는 전했다.
소형 전초기지(Small Outposts)
미 항공우주국 (NASA)은 현재 개발 중인 SLS (Space Launch System) 메가 로켓과
오리온 딥 스페이스 캡슐을 사용하여 게이트웨이를 건설하고 방문할 계획이다. 55톤
(50미터톤)의 전초기지인 전력 및 추진 요소(Power and Propulsion Element : PPE)의
첫 부분은 현재 2022년에 올려 질 예정이다. 로봇 암, 승무원 거주지 모듈 및 에어 락
과 같은 기타 주요 구성요소 등 모든 것이 계획대로 진행된다면 상대적으로 단기간에
이뤄질 것이다. 게이트웨이는 2020년 중반까지 우주비행사를 수용할 준비가 되어 있
다고 NASA 관계자는 말했다. 그 승무원들은 지구 궤도에서 선회하는 국제 우주정거
장 (ISS)과 같은 440톤 (400미터톤)에서 거주하는 것처럼 거의 배회할 여지가 없다. 현
재 계획대로라면, 게이트웨이는 ISS의 13,696입방피트(388m3)와 비교하여 훨씬 작은
1,942입방 피트(55입방미터)의 거주 가능 볼륨을 특징으로 한다. ISS는 일반적으로 한
번에 6명의 승무원을 수용하며, 이들은 각각 5-6개월간 임무를 수행한다. 그리고 이러
한 임무는 중첩된다. 교대해서 국제 승무원들은 ISS를 2000년 11월부터 계속 거주하고
있다. 그러나 Gateway는 한번에 최대 4명의 승무원을 지원할 것이며, 30-90일간의 체
재 기간 동안 정거장에서 다소 고립되어 생활하고 작업하게 될 것이다. NASA의 우주
비행사를 달 궤도에 보내는 것은 고비용의 SLS-Orion 발사를 필요로 할 것이기 때문
에 다른 사용자가 전초기지를 이용하기를 원하지 않는 한, 게이트웨이는 일년중 대부
분 비어있게 될 것이다. NASA의 Human Exploration Advanced Exploration Systems 부
서의 부국장인 John Guidi씨는 “미국 승무원일 필요는 없다. 도킹, 전력, 항공 전자
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공학, 기타 많은 시스템에 상호 운용 표준을 사용하려고 한다.”라고, 지난 6월 Space
agency's Future In-Space Operations(FISO) 워킹그룹 발표에서 말했다. “다른 국가,
다른 회사들이 도킹할 수 있는 능력을 열어 놓으려는 시도이며, 그들은 그들 자신의
자원을 가져와야 할 것이다. 우리는 모든 사람들이 이용할 수 있는 식량, 물 등을 갖
지 않을 것이다. 우리는 단지 우리의 임무를 위해 충분히 계획하고 있다. 그러나 이것
이 우리가 이 게이트웨이에서 갖고 싶어 하는 기능이다.”라고 구이디씨는 덧붙였다.
게이트웨이 승무원들이 해야 할 일이 많이 있을 것이다. 달 표면에서 거의 명령 지연
없이 로버들을 조작하거나, 예를 들어 정렬시킬 수 있다. 그리고 그들은 ISS 승무원들
이 현재 하는 것처럼 전초기지에 많은 과학 실험을 할 것이다. (과학자들과 임무기획
자들은 이 우주 비행사들이 심 우주 환경에 정신적으로나 생리적으로 어떻게 대처하
는지 주의 깊게 관찰할 것이다.) 그러나 전초기지는 우주 비행사가 얼마나 자주 방문
하든 연중 내내 연구를 지원할 것이라고 NASA 관계자는 전했다. 미니 스테이션의 내
부와 외부 모두에 다양한 과학 장비를 부착할 것을 계획하고 있으며 이러한 장치 중
많은 장치가 자동적으로 데이터를 수집할 것이다.
[그림 1] 미 항공우주국 (NASA)은 2022년에 달 착륙을 목표로 하는 소형 달 궤도
우주정거장인 달 궤도 비행 플랫폼–게이트웨이
(Lunar Orbital Platform-Gateway : LOP-G)
자료: NASA
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도약점(A Jumping-off Point)
게이트웨이는 지구 상공 250마일 (400킬로미터)을 선회하는 ISS 보다 지구에서 훨씬
멀리 떨어져 있다. 미 항공우주국 (NASA)은 타원형의 “거의 직선적인 halo 궤도”에
서 게이트웨이를 조립할 계획이다. 이는 전초기지를 근월점 930마일 (1,500km) 이내에
그리고 원월점을 43,500마일 (70,000km)까지 가져올 계획이다. (지구와 달거리는 평균
238,900마일, 즉 384,400km이다.) 이 6일간의 궤도는 게이트웨이가 항상 달의 그림자
에서 벗어나 지구와의 지속적인 통신을 가능하게 할 것이라고 NASA 관계자는 말했
다. 그리고 이 궤도를 따라 전초기지는 달 표면으로 향하는 착륙선과 심우주로 향하
는 비행체를 위한 도약점 역할을 할 수 있다. “우리는 궁극적으로 화성에 가고 싶다.
그리고 화성과 귀환선에 승무원을 운송할 시스템은 상당히 커질 것—매우 큰 것이
다.”라고 Guidi씨는 말했다. NASA는 가능한 많은 화성 트레킹을 보다 효율적이고 경
제적으로 하기 위해 지구의 큰 중력으로부터 무거운 장비를 끌어내는 것을 피하기를
원한다고 Guidi씨는 덧붙였다. 게이트웨이는 이를 지원할 수 있어야 한다. “우리가
SLS-Orion을 사용하여 우리를 cislunar 영역으로 데려 갈 수 있고, PPE는 화성형 운송
-거주 시스템에 도킹하고 그들을 보낼 수 있다”라고 Guidi씨는 말했다. 그런 다음,
그 비행선들이 돌아 왔을 때, 그들은 “지구-달 사이의 연결 고리를 만들기 위해 다
시 SLS-Orion에 이용할 수 있다”라고 그는 말했다.
단계별(Step by Step)
이미 게이트웨이 하드웨어 설계는 진행 중이다. 예를 들어 NASA는 내년 3월 PPE의
주 계약자를 발표할 예정이다. 록히드 마틴, 노스롭 그루먼, 빅로우 항공우주, 보잉,
시에라 네바다 등 5개 회사는 내년 중 시험을 위해 제안된 거주지 모듈의 “기초 시
제품”을 납품할 예정이다. (NASA는 또한 NanoRacks사와도 협상을 진행 중이다.) 모
든 것이 잘 된다면 NASA의 우주 비행사들은 2020년대가 끝나기 전에 달에 발을 들여
놓을 수 있다고 Guidi씨는 말했다. 이 목표는 도널드 트럼프 (Donald Trump)의 우주
정책 지침 (Space Policy Directive 1)과 일치하며, NASA가 달 표면에 장기적이고 지속
가능한 전초기지를 설치하는 것이다. 그러나 그 동일한 지시는 인류의 태양계에 대한
유인탐사가 달에서 끝나서는 안 된다는 것을 분명히 한다. “화성은 여전히
중요합니
다. 그것은 아직도
장기 목표입니다. 그러나 단기간의 초점은 지구-달(cislunar) 영역의
우리 이웃에 대한 것입니다.”라고 그는 말했다.
※이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
https://www.space.com/41763-nasa-lunar-orbiting-platform-gateway-basics.html
