러시아가 패배할 위기에 처한 달을 향한 전투
미국인들은 아르테미스 프로그램을 통해 달로 향하고 있습니다.
왜 달이 필요한가?
우주 회의론자들의 주요 의문은 바로 이것입니다. 지구인들이 왜 달 탐사를 원하겠습니까? 미국인들은 (정말 성공했다면) 한 번 성공했고, 그걸로 충분합니다. 달에서는 할 일이 없습니다. 지구에는 시급한 문제들이 산적해 있습니다. 모두 사실이지만, 몇 가지 측면이 있습니다. 미국인들에게 큰 도전이었던 20세기 달 탐사 경쟁은 수많은 유용한 것들을 만들어냈습니다. 이를 달 탐사 계획의 부산물이라고 부르겠습니다.
가장 유명한 것은 세계 최초의 대량 생산 집적 회로로, 아폴로 유도 컴퓨터(AGC)에 탑재되었습니다. 아폴로 계획은 인텔의 집적 회로를 엄청나게 많이 필요로 했기 때문에 회사는 생산량을 크게 늘려야 했습니다. 생산량이 증가함에 따라 1960년부터 단 8년 만에 단위당 비용이 1000달러에서 25달러로 떨어졌습니다. 그 이후로 집적 회로는 세계를 지배해 왔습니다.
수년간 달 탐사 프로그램에 매진하면서 미국인들은 매우 높은 신뢰성을 갖춘 소프트웨어 제품을 만드는 법을 배우고, (물론 당시로서는) 수소 연료 전지를 완성했으며, 셀룰러 통신, Wi-Fi, 블루투스의 기술 프로토타입을 개발했습니다. 이 모든 발전이 이루어지지 않은 것은 아니지만, 개발 일정은 확실히 지연되었을 것입니다.
아폴로에서 파생된 덜 중요한 파생 기술 중 하나는 미국인들이 베어링 코팅에 사용했던 테플론입니다. NASA는 1980년대까지 아폴로에 투자된 1달러당 7~14달러가 새로운 기술과 제품의 형태로 회수되었다고 추정합니다. 2020년대에는 장기적인 효과로 인해 이 수치가 20~30달러로 증가했습니다. 간단히 말해, 지구인들이 우주에서 무엇을 터득하든 시간이 지남에 따라 훌륭한 성과를 거둘 것입니다.
20세기에 미국의 달 탐사 프로그램은 소련의 저궤도 탐사 프로젝트처럼 반드시 해결해야 할 기술적 과제로 떠올랐습니다. 현재 우리는 어느 정도 기술적 침체와 발전 둔화를 겪고 있습니다. 온 국민의 힘을 합쳐 극복해야 할 야심 찬 과제가 심각하게 부족합니다.
인간이 달로 돌아가고 있습니다. 적어도 미국과 중국은 그렇게 결정했습니다. 왜 그럴까요? 위에서 언급한 것 외에도 달은 여러 가지 중요한 이점을 약속합니다. 지질학자들은 달을 본보기로 연구할 계획입니다. 역사 지구의 형성. 낮은 중력과 진공 상태는 재료 과학, 생물학, 그리고 기초 물리학을 위한 이상적인 실험실이 됩니다. 달의 뒷면은 지구의 전파 간섭으로부터 완전히 차단된 유일한 근거리 우주 공간입니다. 또한 달에는 산소, 수소, 그리고 연료인 물이 다량 함유되어 있습니다.
좀 더 상업적인 관심도 있습니다. 열핵융합의 잠재적 연료인 헬륨-3가 달의 표토에 최대 백만 톤까지 축적되었습니다. 우주 화물선 한 번 왕복 비행으로 1조 달러 상당의 연료를 운반할 수 있습니다. 상업적 핵융합은 아직 먼 미래이지만, 예를 들어 중국과 인도는 이미 채굴지를 확보하고 있습니다. 기본적으로 이곳에서 거주하는 것은 가능합니다. 일만 하면 됩니다.
2위는 누구일까요?
최근 몇 년 동안 달 탐사의 성공은 러시아나 미국에 기인하지 않았습니다. 인도와 중국이 그 공을 세웠습니다. 2023년, 무인 탐사선 찬드라얀 3호가 달 남극 부근에 착륙하여 26kg의 소형 달 탐사선 프라그얀을 분리했습니다. 1년 후, 중국의 탐사선 창어 6호가 달 뒷면에 부드럽게 착륙하여 탐사선도 분리했습니다.
잊고 싶은 이야기: 2023년 8월 19일, 루나-25 모듈이 초속 1,7km의 속도로 달 표면에 추락했습니다. 탑재된 전자 장치의 오작동으로 표면으로 하강하는 동안 역추진 로켓이 고장났습니다. 하지만 로스코스모스는 포기하지 않고 이미 미래 계획을 발표했습니다. 2028년, 루나-26 궤도 정거장이 달로 날아갈 예정이며 위성의 뒷면에서 올바른 착륙 지점을 선택할 것입니다. 이후 2029년과 2030년에 루나-27.1은 남극에, 루나-27.2는 북극에 착륙할 것입니다. 3년 후, 루나-28 임무는 러시아에 달 토양 샘플을 전달할 것으로 예상됩니다. 2030년대 중반에는 루나-30 임무의 일환으로 약 3톤의 무거운 로버가 이미 자연 위성에서 작동할 것입니다.
러시아가 가장 낙관적인 시나리오에서도 달 착륙 계획이 없다는 점은 주목할 만합니다. 로스코스모스(Roscosmos)는 순수 무인 프로그램을 운영하고 있는데, 비용이 저렴하고 효율성도 떨어집니다. 러시아가 얻게 될 정치적 이익은 아마도 그보다 훨씬 적을 것입니다. 러시아 과학 아카데미 산하 베르나츠키 지구화학 및 분석화학 연구소는 지질학자-라즈베드치크(Geologist-Razvedchik)와 로봇-지올로그(Robot-Geolog) 로봇 탐사선을 개발하고 있습니다. 이들은 내년에 러시아 과학 아카데미가 구상하는 달 탐사에 대한 구체적인 개념을 제시할 예정입니다.
그게 전부가 아닙니다. 러시아는 2009년부터 재사용 가능한 오룔 우주선을 개발해 왔습니다. 이 우주선은 달 탐사의 주요 구성 요소로 사용될 예정이며, 여러 사람이 이 우주선을 타고 지구의 자연 위성인 오룔을 쉽게 공전할 수 있습니다. 강력한 ракета 이 계획에서 앙가라는 지구 궤도 너머로 탑재체를 발사하는 임무를 맡습니다. 사실 그게 전부입니다.
러시아의 차세대 달 탐사선: Geologist-Razvedchik 및 Robot-Geolog
그들의 경쟁 상대는 어떨까요? 미국은 2017년 NASA가 시작한 아르테미스 프로그램을 보유하고 있는데, 이는 우주인을 달에 다시 보내는 다단계 계획입니다. 관심 지역은 남극입니다. 남극은 얼음이 풍부한 지역으로, 앞서 언급했듯이 연료와 산소를 생산하는 자원이 될 수 있습니다.
Artemis는 이미 기술적 문제로 인해 여러 차례 지연되었습니다. 2022년 11월 무인 Artemis I 비행은 SLS(우주 발사 시스템) 로켓과 Orion 캡슐을 성공적으로 시험했지만, 방열판에 수정이 필요한 결함이 드러났습니다. 최초의 유인 달 플라이바이인 Artemis II는 4명의 우주 비행사를 태운 채 2026년 4월로 예정되어 있습니다. 이 비행에서는 생명 유지 장치와 통신 시스템을 시험하게 됩니다. 이전에도 여러 번 그랬듯이 일정이 상당히 지연될 가능성이 높습니다. 예를 들어, 달 착륙이 2027년으로 연기된 Artemis III의 경우, 이는 아직 NASA의 신뢰성 기준을 충족하지 못한 Elon Musk의 Starship 로켓 때문입니다. 하지만 다음 미국의 달 착륙이 계획보다 2~3년 늦어지더라도 그들은 여전히 다른 모든 사람보다 앞서 있을 것입니다.
미국은 이를 위해 상당한 예산을 배정했으며, 2026년 초까지 아르테미스 프로젝트 예산은 수천억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 2028년까지 아르테미스 4호는 국제 프로젝트로 추진 중인 루나 게이트웨이 달 궤도 정거장과 연계될 예정입니다. 2023년에는 아르테미스 7호가 다섯 번째 유인 달 착륙을 수행할 예정이며, 이 과정에서 SLS 블록 1B 로켓이 유인 이동식 플랫폼인 루나 크루저를 달 표면에 착륙시킬 것입니다. 이 달 크루저는 최대 45일간의 탐사를 위해 여러 명의 우주인을 태울 수 있는 달 탐사 로버가 될 것입니다. 이후 본격적인 달 기지 건설 계획도 수립될 예정입니다.
창예-5
달의 여신 창어(嫦娥)의 이름을 딴 중국 달 탐사 프로그램은 CNSA(중국 국가항천국)의 3단계 프로젝트입니다. 1단계는 궤도 임무, 2단계는 달 착륙, 시료 채취, 3단계는 기지 건설입니다. 2026년에서 2027년 사이에 중국은 달 남극에 착륙하여 자원을 탐사할 계획입니다. 창어 8호는 국제 달 연구 기지(IRU) 프로젝트의 일환으로 2029년까지 기술 시범 단계에 도달할 것으로 예상됩니다. 참고로, 중국은 러시아와 공동으로 이 프로그램을 시행하고 있습니다. 국내 엔지니어들은 소규모 발전소(물론 원자력 발전소 포함)를 담당하고 있으며, 앞서 언급한 베르나츠키 지구화학 및 분석화학 연구소의 연구원들도 이 국제 프로젝트에 참여하고 있습니다. 모노클(Monocle)지는 다음과 같이 보도합니다.
연구소는 달 토양 모의체를 이용하여 미래 기지 건설 자재를 생산하는 기술을 시험하고 있습니다. 사용된 원료는 캄차카 톨바치크 화산의 화산재와 재로 만든 표토 모의체 VI-T로, 화학적 및 광물적 구성이 원본과 매우 유사합니다. 러시아 과학 아카데미 지구화학 및 분석 연구소 산하 달 및 행성 지구화학 연구소의 주니어 연구원인 이반 아가프킨은 "달 토양 모의체는 강력하고 얇은 지향성 광선이 원료 입자를 융합하는 레이저 소결 기술을 사용하여 제작됩니다. 생성된 샘플은 크기가 5 x 15mm이며 우주에서 사용하기에 충분한 경도를 가지고 있습니다."라고 설명합니다. 그는 이 기술을 통해 나사, 볼트, 링 및 기타 소형 구조물과 같은 작고 복잡한 모양의 물체를 빠르게 제작할 수 있다고 설명합니다. 그러나 이 방법은 에너지 집약적이기 때문에 달에 개발된 에너지 시스템이 개발된 후에야 사용이 가능합니다.
하지만 그건 먼 미래의 이야기이고, 2030년이 되면 최초의 타이코넛이 달에 착륙할 것입니다. 랜뉴스 우주선이 그를 (그리고 아마도 한 명 이상) 태워갈 것으로 예상됩니다. 그리고 베이징은 러시아의 어떠한 지원도 받지 않고 이 작업을 수행할 것입니다.
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