한국항공우주연구원

중국의 천궁2호의 추진으로 우주정거장에 대한 새로운 경쟁이 불붙고 있다. 그간 많은 성과만큼이나 노후화가 진행된 국제우주정거장(ISS)은 이제 그 운명에 대해 방향성을 재정립해야 하는 시점이 도래한 것이다. 운영은 지속될 것으로 보이나 그 모습이나 개발방식에는 변화가 있을 것으로 전망되고 있어 본 원고에서는 ‘Space news’에 게재된 관련 내용을 소개하고 이에 대해 살펴보고자 한다.

美 NASA와 CASIS(Center for Advancement of Science in Space)는 국제우주정거장의 실험장비 운영을 맡아왔다. 그러나 국제 우주정거장의 노후화로 인해 이제 국제우주정거장(ISS)의 운영과 관련해 관련 당사국들은 2024년까지 운영하는 것에는 합의 하였다. 이는 국제우주정거장의 수명과도 연관되어 있는데 현재, 엔지니어들의 검토에 따르면 2028년까지는 운영이 가능할 것으로 보고 있으나 보다 현실적인 이유 중 하나는 바로 국제우주정거장(ISS)의 운영종료와 추진방식의 변경을 통해 투자되는 예산을 미국의 화성탐사 계획에 투입할 수 있다는 계산이다. 그럴 경우 현재 국제우주정거장(ISS)에서 이뤄지고 있는 상용우주실험의 경우 새로운 대체 실험시설을 찾아야 하는데 그것이 사실상 불가능하기도 하거니와 미세중력 환경에서의 실험 수요가 많아야 한다는 전제도 현실적 어려움을 더하고 있다. 그럼 그 해답을 어디서 찾아야 할까? 답은 명쾌하다. 새로운 우주정거장의 개발이다. 즉 상용우주정거장을 개발하는 것이다. 그 첫 단계로 새로운 상용모듈을 현재의 ISS에 연결하고 개발해 나간다면 그에 대해 관심이 증가될 것으로 보고 있다. 그러한 맥락에서 지난 7월 美 NASA는 주요 기업들에게 자료요청서(RFI)를 배포하고 그에 대한 답변 자료를 받았다. 얼마나 많은 기업들이 관심을 보였는지 정확히 공개하지는 않았으나 많은 기업들이 이 상용우주정거장에 관심을 갖고 있는 것으로 알려지고 있다. 이미 잘 알려진 바와 같이 Begelow Aerospace社의 경우 이미 15년 전에 상용우주정거장에 관심을 갖고 설립된 기업이다. 이미 몇몇 시제품이 개발되기도 하였다. 특히 NASA의 RFI가 나오기도 전에 콜로라도에서 개최된 심포지움에서 개발 제안을 발표할 정도이다. Bigelow측에 따르면 2020년까지 B330모델을 확장한 형태의 모듈 2기를 개발할 예정인데 그 중 하나를 이 상용우주정거장으로 제안할 계획이다. Bigelow측은 국제우주정거장(ISS)에 연결 될 상용우주정거장 모듈로, XBASE (Expandable Bigelow Advanced Station Enhancement)란 이름으로 국제우주정거장에 연결하는 계획을 NASA에 제안 한 것으로 알려지고 있다. 또다른 강력한 경쟁자는 바로 NASA의 前 국제우주정거장(ISS) 프로그램 관리자가 설립한 Axion Space社 이다. Axion Space社는 이 사업을 통해 연구개발 회사에서 우주정거장과 관련된 모든 것을 하는 기업으로 기업의 사업구조 변화를 추진하고 있다. 이들 두 회사는 목표는 비슷해 보이나 그 접근 방법에서는 차이를 보이고 있다. Bigelow社는 그들 회사의 고유모델을 개발하여 사업에 참여하는 반면, Axion Space社는 개발능력을 가진 다른 산업체와의 계약을 통해 추진하려 하고 있기 때문이다. 따라서 이 경우 Axion Space社의 투자예산, 즉 계약액에 따라 사업의 진행과 성공이 좌우된다고 할 수 있다. 현실성은 낮을 수 있으나 사고를 전환한다면 Bigelow社가 조건만 맞는다면 Axion Space社와 계약을 통해 자신들이 개발한 모듈을 납품하는 형태를 생각해 볼 수도 있을 것이다.

그러나 여기에는 다른 경쟁자들도 있는데 이름하여 Ixion으로 대변되는 컨소시엄 기업집단이다. 여기에는 NanoRacks, Space Systems, Loral, ULA과 같은 기업들이 참여하고 있는데 Ixion은 기존 ISS의 중앙상단 모듈을 상용우주정거장으로 개조하는 계획안을 내놓고 있다. 이 경우 가장 큰 장점은 모듈발사를 하지 않아도 됨으로써 많은 비용을 절감할 수 있다는 점이다. Axion Space나 Bigelow 모두 새로운 상용우주정거장을 건설하려면 개발된 모듈을 발사해야 한다. 이 경우 생각할 수 있는 발사체 후보군으로 SpaceX의 Falcon Heavy나 Atlas 5이다. 그런데 현재 Bigelwo社의 경우 모듈개발에 필용한 예산은 확보하였으나 발사비용까지 확보하지는 못한 것으로 알려지고 있다. 그렇다면 발사비용을 확보하여야 하는데 그 방안으로 고려할 수 있는 것이 바로 투자파트너 기업이나 타 참여 국가이다. 따라서 이런 면에서는 Ixion의 아이디어가 현실적 장점을 가질 수도 있을 것이다.

*관련 이미지는 첨부파일 참고

현재까지 증가되고 있는 우주정거장의 상용화 변신 요구에 대해 NASA나 백악관의 과학기술정책실(OSTP)이 어떠한 레버리지로 접근하느냐에 따라 산업체의 관심과 참여가 결정될 것이다. 현재 추진되고 있는 BEAM(Bigelow Expandable Activity Module)프로그램이 완료되는 2018년까지는 포트가 없어, 기업체들의 참여가 많지 않을 것으로 예견되고 있으나 이후 포트도 확보되고 여건이 무르익는다면 관심도 증가되고 그에 따라 민간 기업이 주도적으로 참여하는 변화가 예상된다. 중국의 본격적 우주정거장인 천궁2호의 개발과 이에 대응하는 다국적 우주정거장인 국제우주정거장(ISS)의 상용모듈 변신은 시스루나(Cislunar)에서의 새로운 우주경쟁을 예견하고 있다.

■ 참조 ■
BEAM(Bigelow Expandable Activity Module): 인간이 우주나 심우주 탐사시 거주할 거주모듈을 시험하기 위한 시험용 모듈로 기존의 금속으로 만든 모듈이 아닌 공기주입을 통해 확장되는 방식의 모듈(확장시 부피가 4배 증가). 이는 부피를 줄여, 발사나 설치시 장점을 가지고 있음. 이 모듈의 시험을 위해 지난 4월 ISS에 도착, 5월28일 확장, 설치되어 현재 실험중. 2018년까지 계획된 이 시험에서 Bigelow측은 방사능, 누출, 충격, 온도 등에 대한 시험을 하고 관련 Data를 수집 향후 개발모듈에 반영할 계획
*관련 이미지는 첨부파일 참고
 

※ 이 글은 아래 자료를 참조하여 작성하였습니다.

1. www.spacenews.com (2016.9. 26일자 간행물, 10월 13일자 기사)

2. www.nasa.gov

3. www.bigelowaerospace.com

4. Wikipedia 자료

5. 사진자료 출처: spacenews誌. NASA 홈페이지

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