아르테미스 3호 — 반세기 만의 달 착륙

아폴로 17호 이후 처음으로 인간이 달 표면에 내려섭니다. 착륙지는 물 얼음이 있는 달 남극권입니다.

이 이벤트 이야기

아르테미스 3호는 1972년 12월 아폴로 17호가 떠난 뒤 처음으로 사람을 달 표면에 내려놓는 임무입니다. 우주인들은 오리온 우주선으로 달 궤도까지 간 다음, 그곳에서 기다리던 스타십 착륙선으로 갈아타고 내려갑니다. 지금까지 제안된 유인 착륙 방식 가운데 가장 단계가 많은 구조이고, 모든 조각이 순서대로 맞아떨어져야 합니다.

목적지는 아폴로가 다녀온 적도 부근 평원이 아니라 달 남극권입니다. 이곳은 태양이 지평선을 스치듯 낮게 지나가고, 크레이터 바닥 일부는 수십억 년 동안 햇빛을 본 적이 없습니다. NASA가 공개한 후보 착륙 지역들은 모두 같은 두 가지 이유로 골랐습니다. 전력을 얻을 수 있을 만큼 햇빛이 거의 끊기지 않는 능선, 그리고 그 곁에 붙어 있는 영구음영 지형입니다. 후자에 물 얼음이 갇혀 있을 가능성이 있고, 물은 마실 물이자 호흡용 산소이며 수소와 산소로 쪼개면 로켓 추진제가 됩니다.

착륙선을 달까지 보내는 일 자체가 별도의 작전입니다. 스타십 착륙선은 사람 없이 먼저 발사되고, 지구 궤도에서 여러 차례 급유선을 만나 추진제를 채운 뒤에야 달로 떠날 수 있습니다. 그만한 규모의 극저온 추진제를 궤도에서 옮겨 담은 전례는 아직 없습니다. 우주인들은 따로 SLS 로켓에 실린 오리온으로 출발해, 길게 늘어진 달 궤도에서 착륙선과 만납니다.

날짜만큼은 누구도 단정해서는 안 되는 부분입니다. 아르테미스 3호는 한때 2020년대 중반으로 계획돼 있었고 그 뒤로 여러 차례 뒤로 밀렸습니다. 착륙선과 새 우주복이 아직 개발 중이고, 유인 달 선회 비행인 아르테미스 2호가 먼저 성공해야 하기 때문입니다. NASA는 현재 2020년대 후반을 목표로 두면서, 일정이 하드웨어 진도를 따라간다는 점을 공개적으로 인정하고 있습니다. 이 페이지에는 현재 목표 시점을 적어 두고, 확정되면 갱신합니다.

왜 중요한가

남극은 편의상 고른 곳이 아니라 그 자체로 과학적 표적입니다. 영구음영 크레이터의 얼음은 혜성과 소행성, 태양풍이 아주 오랜 시간에 걸쳐 쌓아 놓은 물질입니다. 그 얼음을 기둥 모양으로 뚫어 올리면 내태양계에 무엇이 얼마나 배달돼 왔는지에 대한 기록을 읽을 수 있습니다. 지구에는 이런 기록이 남아 있는 곳이 없습니다.

아폴로가 달이 어떻게 만들어졌는지를 물었다면, 아르테미스는 사람이 머무를 수 있는지를 묻습니다. 그 차이는 착륙지 선정부터 우주복까지 전부에 드러납니다. 새 우주복은 적도의 한낮이 아니라 극지의 긴 그림자와 깊은 냉기를 견디도록 설계되고 있습니다. 얼음을 캐서 쪼갤 수 있다면 지구 저궤도 밖 모든 활동의 계산이 달라집니다. 추진제를 지구 중력우물 밖으로 들어 올릴 필요가 줄어들기 때문입니다.

예행연습이라는 측면도 있습니다. 지구에서 며칠 거리에 떨어져, 다른 천체 표면에서, 궤도에서 급유받은 착륙선에 의지해 작업하는 승무원은 화성 임무가 요구하는 것의 축소판입니다. 아르테미스 3호는 그 기술들이 보고서에서 나와 사람을 태운 채 실제로 쓰이기 시작하는 지점입니다.

어떻게 보나

이 임무는 하늘에서 보는 이벤트가 아닙니다. 마당에 나가도 볼 것은 없고, 달은 평소와 똑같이 보입니다. 대신 중계를 따라가게 됩니다. NASA는 유인 임무를 발사 전부터 착륙까지 생중계하고, 착륙과 월면 활동은 표면 카메라 영상까지 붙여 끝까지 내보내는 것이 보통입니다. 긴 침묵 구간 사이사이에 결정적인 몇 분이 끼어 있는 형태의 방송입니다.

궤도의 모양은 공전뷰로 따라가는 편이 빠릅니다. 날짜를 맞추고 지구-달 계를 바깥에서 내려다보면 지구 이탈, 달 궤도 진입, 그리고 랑데부가 말보다 훨씬 잘 이해됩니다. 이번 임무가 쓰는 달 궤도는 아폴로가 썼던 낮고 둥근 궤도와 전혀 다르게 길쭉한데, 그 이유도 궤적을 그려 놓고 보면 한눈에 들어옵니다.

눈여겨볼 장면은 셋입니다. 첫째, 달 궤도에서 오리온과 착륙선이 도킹하는 순간입니다. 이 두 기체로는 한 번도 해 본 적이 없는 동작입니다. 둘째, 하강 마지막 몇 분입니다. 울퉁불퉁한 극지 지형에서 승무원과 유도 장치가 실제로 발 디딜 자리를 고르는 시간입니다. 셋째, 첫 월면 보행입니다. 극지는 햇빛이 아주 낮은 각도로 들어와 그림자가 길고 진해서, 아폴로 영상과는 전혀 다른 화면이 나올 것입니다.

배경

1969년부터 1972년 사이에 열두 사람이 달 위를 걸었습니다. 여섯 번의 아폴로 착륙이었고, 모두 적도 부근이었으며, 가장 오래 머문 팀도 사흘 남짓이었습니다. 아폴로 17호가 마지막이었고, 그 뒤로 반세기가 넘게 지났습니다.

돌아가는 길은 느렸고 곧지도 않았습니다. 지금 SLS와 오리온이라는 이름으로 날고 있는 로켓과 캡슐은 여러 정부를 거치며 시작되고 취소된 계획들에서 자라 나왔습니다. 착륙선은 스페이스X가, 우주복은 민간 업체가 맡았습니다. 아르테미스 1호는 무인 오리온으로 달을 돌아 돌아왔고, 아르테미스 2호는 같은 비행을 사람을 태우고 반복합니다. 3호는 그 다음입니다.

아르테미스 3호는 마무리가 아니라 연속된 임무의 첫 회로 설계돼 있습니다. 이후 임무들은 달 궤도의 게이트웨이 정거장, 다른 업체가 만드는 두 번째 착륙선, 더 긴 표면 체류를 더해 갑니다. 그 사이에도 여러 나라와 기업의 무인 탐사선이 달 극지에 내려앉고 있습니다. 얼음이 정말 쓸 만한 형태로 있는지는, 3호 이후의 임무들이 답하게 될 질문입니다.

자주 묻는 질문

아르테미스 3호는 언제 발사되나요?

확정된 날짜가 없습니다. 당초 2020년대 중반 목표에서 여러 차례 연기됐고, 현재는 2020년대 후반을 목표로 하고 있습니다. 스타십 착륙선의 궤도 급유 시험과 새 우주복 개발, 그리고 먼저 날아야 하는 아르테미스 2호의 결과에 따라 다시 움직일 수 있습니다.

지구에서 맨눈으로 볼 수 있나요?

볼 수 없습니다. 착륙선은 지구에서 맨눈은 물론 아마추어 망원경으로도 분간할 수 없는 크기입니다. 남극권 착륙지는 지구에서 보면 달 원반 가장자리 쪽이라 더 불리합니다. 실제로 보게 되는 것은 우주선과 표면 카메라가 보내는 중계 영상입니다.

왜 적도가 아니라 남극인가요?

물 얼음 때문입니다. 남극권에는 태양이 한 번도 들지 않은 크레이터 바닥이 있고, 그곳에 얼음이 갇혀 있을 가능성이 큽니다. 동시에 바로 옆 능선에는 햇빛이 거의 끊기지 않아 전력을 얻기 좋습니다. 물은 식수와 산소, 추진제가 될 수 있어 장기 체류의 전제 조건입니다.

아폴로와 무엇이 다른가요?

구조와 목적이 모두 다릅니다. 아폴로는 한 로켓으로 착륙선까지 통째로 싣고 갔지만, 아르테미스 3호는 착륙선을 따로 발사해 지구 궤도에서 급유한 뒤 달 궤도에서 승무원과 합칩니다. 착륙지도 적도가 아닌 극지이고, 목표는 방문이 아니라 자원을 쓰며 머무르는 방식의 검증입니다.