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드디어 시작된 아르테미스 1 미션

연료 누출, 태풍 등 4번의 지연에도 포기하지 않고 5번째 발사 시도를 성공적으로 마무리시키며, 오리온 캡슐을 달로 보낸 아르테미스 1 임무로 인해서 인류의 달 탐사가 다시 시작되고 있다. 참고로 아르테미스 미션 1은 아폴로 17호의 달 착륙 이후 53년 만의 인류의 유인 달 탐사를 진행하기 위한 ‘아르테미스 프로그램’의 첫 번째 임무로 아르테미스 2 미션과 아르테미스 3 미션의 준비 과정에 해당하는 임무다.

본 임무에서는 NASA의 심우주 탐사선인 오리온 캡슐, 우주 발사 시스템(SLS) 로켓, 그리고 플로리다주 케이프 커내버럴에 있는 케네디 우주 센터의 지상 시스템에 대한 통합 테스트를 중점적으로 수행한다. 구체적으로 아르테미스 1 미션은 아르테미스 3 미션 때 달을 탐험할 우주 비행사들이 지구로 안전하게 귀환할 수 있는지에 대한 여러 가지 테스트를 바탕으로 궤도 변경 등 고성능 추진 시스템, 통신 및 내비게이션 시스템 등을 테스트함을 목표로 하고 있다.

특히 임무에 영향을 미치지 않는 특별한 상황을 제외하고 어떤 상황에서도 지상 관제팀과 연락이 끊기지 말아야 하며 오리온 캡슐이 우주여행 시 방사선으로부터 안전하게 보호될 수 있어야 한다. 마지막으로 달에서 지구로 복귀하며 지구 대기를 통과할 때 열 차폐막 등이 안전하게 작동될 수 있어야 한다.

반면, 아르테미스 2 미션은 아르테미스 1 미션보다 더 우주 비행사의 안전과 편의를 체크하는 미션이다. 몇 주 동안 계속되는 임무에서 비행사들이 지치지 않도록 시스템이 설계되고 계획될 전망이다.

아르테미스 2 미션은 아르테미스 1 미션과 다르게 우주 비행사의 안전과 편의를 위주로 체크하는 미션이다. 따라서 두 미션의 궤도도 다르다. © Artemis II/NASA

미항공우주국은 50여년 전 이미 대부분의 심우주 미션 기술을 보유하고 있었지만, 현재 미션의 정교함 및 복잡함과는 비교가 되지 않는다. 또한 아르테미스 프로그램은 달을 밟는 일에서 끝나지 않는다. 인류는 달에 다음 세대 심우주 탐사를 위한 기본 전초기지를 건설하고 달은 물론 그 너머로 인류의 활동 범위를 확장하려는 의지를 가지고 있으며, 이를 기반으로 보다 지속 가능한 행성 및 우주의 탐사를 기대하고 있기 때문이다.

아르테미스 1 미션은 현재 무엇을 하고 있을까?

현존하는 가장 강력한 로켓으로 발사되어 약 3주 반(25.5일 예정) 정도의 임무를 진행하게 될 아르테미스 1 미션은 달 관련 미션 중 가장 먼 거리를 여행하게 된다.

아르테미스 1호의 오리온 캡슐은 발사 당일 정상적으로 분리되었으며, 달을 향한 여정을 시작했다. 참고로 아르테미스 2 미션부터는 실제로 우주 비행사가 탑승하게 되는데, 이를 위해서 아르테미스 1 미션의 오리온 캡슐에는 승객 모형의 마네킹이 탑재되었다. 승객모양의 마네킹은 모든 상황을 간접적으로 기록하며 여러 상황에 대비하게 된다.

참고로 아르테미스 1호 임무에 이용되는 마네킹은 아폴로 13호를 지구로 안전하게 귀환시키는 데 핵심적인 역할을 한 아르투로 캄포스(Arturo Campos) 엔지니어의 이름을 따서 제작되었다. 그는 아폴로 우주선의 서비스 모듈에 탑재된 산소 탱크가 파열된 후에도 지구로 안전하게 이동할 수 있는 충분한 전력을 제공할 계획을 개발했던 전기 엔지니어였다.

아르테미스 1호의 마네킹은 “Moonikin Campos” 사령관이라고 불리며, 향후 승무원이 비행 중에 경험하게 될 데이터를 기록하고 제공하는 센서를 갖추고 있으며 심우주 미션에서 안전하게 지구로 귀환할 수 있도록 온 힘을 쏟았던 아르투로 캄포스의 정신을 받들어서 제작되었다.

Artemis 1 오리온 캡슐 내부의 모습. 향후 승무원의 탑승을 위한 상황에 대비하여 여러 데이터를 기록하는 마네킹 ‘승객’이 보인다. © Artemis 1/NASA/NASA TV

첫번째 선물로 지구와 달의 사진을 보내온 아르테미스 1 미션의 오리온 캡슐

휴스턴의 NASA 존슨 우주 센터(Johnson Space Center)에 근무하고 있는 비행 관제사들은 발사 후 몇 시간도 지나지 않았지만, 유럽에서 제작된 서비스 모듈의 메인 엔진을 이용하여 첫 번째 아웃바운드(안쪽에서 바깥쪽으로 움직임) 궤도로의 수정을 위한 연소를 성공적으로 완료했다.

아르테미스 1 미션은 달을 향한 여정 중에도 몇 차례 더 추가적으로 경로 수정을 위한 분사 교정을 진행할 예정이다. 비행 관제사들은 이어서 오리온 캡슐에 부착된 태양 전지판 날개의 움직임을 확인했으며, 임무 수행을 위한 카메라 체크도 성공적으로 완료했다.

아르테미스 오리온 캡슐이 촬영한 달의 모습 © Artemis 1/NASA

발사 후 둘째 날에는 두 번째 아웃바운드 분사 교정을 수행했으며, 광학 내비게이션 카메라로 추가 이미지를 수집하기 시작했다.

또한 오리온 캡슐 안의 칼리스토 (Callisto) 페이로드를 활성화하기 시작했다. 칼리스토는 미래의 심우주 미션에서 우주 비행사를 지원할 때 이용될 음성 활성화 및 비디오 기술을 테스트하기 위해서 장착되었다. 또한 오리온 캡슐의 태양 전지판 날개 부분에 위치한 와이파이 기계의 전송 속도도 함께 점검했다. 아르테미스 1 미션 관리자인 마이크 샤라핀은 기본적인 테스트를 마친 결과 오리온 캡슐의 성능은 기대 이상이라고 밝히며 흥분을 감추지 못했다.

아르테미스 1 미션의 오리온 캡슐의 태양 전지판 부분에 위치한 카메라로 바라본 지구는 역시 둥근 모습이었다. 사진은 발사 후 여섯째 날의 지구 촬영 사진 © Artemis 1/NASA

발사 후 셋째 날의 오리온 캡슐은 이미 지구에서 달까지의 거리 중 절반 이상을 여행한 상태이며 모든 것이 순조롭게 진행되고 있다. 발사 후 넷째 날의 오리온 캡슐은 우주 파편들이 모여서 지구를 돌고 있는 지역을 지나기 시작했다. 오리온 캡슐은 카메라를 이용하여 오리온 탐사선의 외부 표면을 촬영하며 여러 모듈을 검사하기 시작했다.

캡슐이 지구로 다시 귀환하며 재진입할 때 미세 유성체나 잔해 및 파편과 충돌을 피할 수 있어야 하기에 이는 반드시 필요한 과정이라고 할 수 있다. 또한 별 추적기를 이용하여 오리온 캡슐이 향하는 방향을 체크하며 오리온 캡슐의 경로에 이상이 없음을 확인했다.

오리온 캡슐 지구의 중력을 벗어나기 시작하다

임무 다섯째 날인 11월 20일, 오리온 캡슐은 달의 중력 영향권에 진입하며 지구의 중력에서 벗어나기 시작했다. 임무 여섯째 날에는 오리온 캡슐 태양 전지판 끝에 부착된 카메라로 지구를 선명하게 촬영했다. 또한 달 표면으로부터 80마일 이내(대략 128km)의 거리에 도달하기 시작했다. 이때 오리온 캡슐은 한 번 더 달의 상세한 이미지를 촬영했다.