[디지털비즈온 이호선 기자] 세계에서 가장 강력한 로켓 위에 얹혀 있는 오리온 우주선은 플로리다의 케네디 우주 센터에서 미국 동부시간 기준 3일 오후 2시 17분(한국시간 4일 오전 3시 17분)부터 2시간으로 설정되어 발사 예정이다.

NASA는 달 탐사 프로젝트 '아르테미스 프로그램'은 50년 만에 재개되는 유인 달 탐사 프로그램이라 소개했다..

아르테미스 프로그램의 1단계인 이번 미션은 NASA가 제작한 추진체 중 가장 강력한 추진력을 보유한 대형 로켓 SLS에 인간 대신 마네킹을 태운 캡슐 '오리온'을 탑재, 달까지 42일간 왕복 비행한 후 10월11일 지구로 귀환한다.

이번 1단계 미션에 성공하면 2024년 유인 비행, 2025년 최초의 여성과 유색인종 우주비행사의 달 착륙 등 2·3단계로 프로그램을 이어간다는 계획이다. 나사는 아르테미스 프로그램'에, 미래 우주비행사들이 사용할 장비와 보급품을 달에 보내는 여러 임무도 지원한다.

한국과 인도, 일본, 러시아, 아랍에미리트(UAE)도 올해 달 탐사선을 발사할 예정이며, 국가뿐 아니라 기업들도 올해 우주 사업에 열을 올리고 있다.

◇“아르테미스 약정(Artemis Accords)''

미국이 주도하는 아르테미스 계획을 진전시키기 위한 정부간 국제 조약이다. 내용은 1967년 제정된 ‘우주조약‘에 근거하며, 평화로운 목적의 우주 활동 및 투명성을 주요 골자로 한다.

2020년 10월 13일 미국을 포함한 8개국이 약정에 조인하며 발효되었다. 2021년 5월 24일, ''대한민국이 아르테미스 약정에 서명했다.'' 이로써 한국은 아르테미스 계획의 10번째 참여국이 되었다.

신냉전 구도 하에 미국과 대립각을 세우고 있는 중국과 러시아는 아르테미스 계획에 참여하지 않는다. ’22년 7월 14일 현재 사우디아라비아를 포함하여 21개국이 참여한다.

◇세계 각국은 왜 우주 사업에 열을 올리고 있나 ?

이번 달 탐사 프로젝트는 '무네킹(Moonikin·달+마네킹)'이라는 가명으로 불리는 마네킹 비행으로 이뤄진다. 대체로 10년 이내 달 표면에서 인류의 생활 토대를 마련하는 데 중점을 두고 있다.

달 탐사가 목표인 국가도 있지만, 더 큰 야망을 세우고 있는 국가도 있다.인도우주연구기구(ISRO)는 2년 전 달 착륙에 실패한 후, 현재는 '찬드라얀 3호'로 달 탐사 임무를 계획하고 있다.

일본 우주회사인 아이스페이스(ispace)도 2022년 하반기 달에 착륙선을 보낸다. 미션1(M1)은 작사의 상업용 달 탐사 프로그램인 '하쿠토-R'의 일환인데 두 대의 탐사 로봇이 달로 떠나게 된다.

중국국가우주국(CNSA)은 달의 암석과 토양 표본을 수집해 지구로 가져오기 위해 출발한 무인 달 탐사선 '창어 5호'가 2020년 12월 1일 밤 착륙에 성공했고, ‘폭풍의 바다'(Oceanus Procellarum)라는 지역 내 ‘몽스 륌케르'(Mons Rümker) 화산지대 북쪽에 안착했다.

이곳에서 며칠간 달 표면의 흙과 암석 표본 등을 수집하는 미션을 시작했다. 창어 5호 탐사선에는 작업을 돕기 위한 카메라, 레이더, 드릴, 삽 등이 탑재돼있다.

러시아는 루나25호의 발사 예정일은 오는 9월 예정이었지만, 유럽우주국(ESA)이 러시아와의 우주 협력 중단을 발표하였다. 러시아 국영 타스통신이 보도한 내용에 따르면 루나25호는 연착륙 장치 시험에서 요구사항을 충족하지 못해 내년 이후로 발사 시기가 연기되었다.

◇한국, 달로 간 다누리 미션

우리나라 최초의 달 탐사선 ‘다누리’가 8월 5일 지구 궤도를 벗어나 달로 향했다. 다누리는 약 4개월간의 운행 끝에 12월 16일 달 궤도에 도달하고, 12월 31일 임무 궤도인 달 상공 100㎞에 도착한다. 지구에서 달까지의 거리는 38만4000㎞ 를 비행한다.

다누리가 임무 궤도에 도착하면 내년 1월부터 1년간 달 궤도를 돈다. 달 지표 100㎞ 상공에서 하루에 12번씩 달 주위를 돌며 5개의 탑재체로 달 표면을 관측한다.

NASA의 섀도캠을 포함해 한국항공우주연구원이 개발한 고해상도 카메라(LUTI), 광시야 편광카메라, 자기장 세기 측정기, 감마선분광기가 탑재되어 미션에 돌입한다.

핵심 임무는 2025년 미국과 2030년 한국이 발사할 달 착륙선의 착륙 후보지와 물, 헬륨3 존재 가능 지역 촬영, 달 주위 공간의 자기장 측정 등이다.

착륙 후보지 찾기는 고해상도 카메라 ‘루티’가 맡는다. 후보지로 예상되는 44곳의 지형을 정밀 관측해 착륙 가능성을 판단한다. 루티는 어두울 때와 밝을 때의 달 표면 물질 상태가 크게 차이나 보이는 달 환경에 맞춰 개발되어 특이 지형의 정체를 밝히는 데 도움이 될 것이다.

◇달에서 찾은 '헬륨-3' 미래에너지 원료

달 지질학의 본격적인 연구는 미국의 아폴로 유인 우주선과 소련의 무인 우주선 루나(Luna)가 각각 380kg과 326g의 월석을 가지고 지구로 귀환하면서 시작되었다.

가장 최근에는 2020년 11월 23일 발사된 중국의 창어 5호가 2020년 12월 1일에 시추한 1.731 kg의 월석 시료를 2020년 12월 16일에 가지고 귀환하였다.

이를 분석한 과학자들은 티타늄 등 다양한 광물을 찾아냈는데 더 놀라운 것은 헬륨-3의 존재였다. 태양풍에 섞여 있는 헬륨-3는 지구에는 거의 도달하지 못하지만 달에는 상당량이 유입돼 퇴적돼 있던 것이다.

세계가 흥분한 이유는 헬륨-3를 융합발전에 사용하면 엄청난 양의 전기에너지를 방출한다는 점이다. 헬륨-3는 핵융합에 사용되는 물질로 지구에는 거의 존재하지 않는다. 이론상 헬륨-3 1g은 석탄 40t에 달하는 에너지를 갖고 있다.

달에서 헬륨-3를 발견한 이후 30년이 넘도록 1g도 확보하지 못했다. 과학자들은 달의 지질조사를 거쳐 헬륨-3의 분포 지도까지 공개한 상태다. 달의 20%를 차지하는 ‘달의 바다’에 헬륨-3의 절반가량이 묻혀 있다고 전망했다.

이상률 한국항공우주연구원 원장은 5일 "헬륨-3, 희토류 등 달에는 밝혀진 희귀자원만 수십 종에 이른다"라고 밝혔다. 미국 위스콘신대 융합기술연구소는 달 표토에 110만 톤의 헬륨-3가 있다고 추정하고 있다.

인류가 수세기에 걸쳐 사용할 에너지를 만들 수 있는 규모다. 인도우주연구기구(ISRO)의 카일라사바디부 시반 소장은 최소 250년간 쓸 수 있다고 계산했다. 러시아 측은 매장량을 247만 톤으로 올려 잡기도 한다.

버나드 포잉 유럽우주청(ESA) 수석과학자는 “달의 ‘헬륨-3’라는 원소를 10t만 지구로 가져와도 아시아 전역에선 6개월, 유럽에선 1년간 에너지원으로 쓸 수 있다. 100t이라면 전세계가 1년간 쓸 수 있는 에너지를 생산할 수 있다고.” 밝혔다.

포잉 수석과학자는 1963년 우주 공간에 대해 국가의 소유권을 인정하지 않는 국제우주협약이 제정됐지만 해당 조약에는 국가들이 우주에서 서로 다른 나라의 자산에 개입하거나 간섭할 수 없다는 단서가 달려 있다고 지적했다.

따라서 달에 먼저 도착할 수 있는 국가가 해당 자원을 사용할 수 있어 국가간 경쟁이 치열하다고 덧붙였다.