달에 다시 서는 건 누가 먼저일까… 아르테미스 2 다음 승부는 ‘착륙선’

NASA의 아르테미스 2 임무가 성공적으로 끝나면서 미국의 유인 달 탐사는 다음 단계로 넘어갔다. 승무원 4명을 태운 오리온 우주선은 10일 지구로 무사히 돌아왔고, NASA는 곧바로 다음 임무 준비에 들어갔다. 그런데 이제부터 일정표를 좌우할 핵심은 SLS 로켓이나 오리온 우주선이 아니다. 사람을 실제로 달 표면에 내려놓을 착륙선이 제때 준비되느냐가 전체 계획의 최대 변수로 떠올랐다.

아르테미스 2는 달에 내리는 임무가 아니었다. 오리온 우주선과 생명유지 장치, 재진입과 회수 체계를 실제 승무원과 함께 검증하는 시험 비행에 가까웠다. 이 임무가 무사히 끝나면서 NASA는 반세기 만에 다시 유인 달 비행 능력을 확인했다. 하지만 달 주변을 도는 것과 달 표면에 착륙하는 것은 전혀 다른 문제다. 다음 단계부터는 달 착륙선 개발이 프로그램 전체의 병목 구간이 되고 있다.

NASA가 최근 내놓은 새 일정도 이를 보여준다. NASA는 지난달 아르테미스 임무 구조를 조정하면서 아르테미스 3에서 상업용 달 착륙선과의 통합 운용을 지구 저궤도에서 먼저 검증하고, 실제 유인 달 착륙 목표 시점은 2028년 초로 제시했다. 이후에는 최소 연 1회 달 표면 착륙을 추진한다는 구상도 공개했다. 일정의 중심축이 “언제 쏘아 올리느냐”에서 “언제 착륙선을 완성하느냐”로 바뀐 셈이다.

이 구조는 아폴로 시대와 다르다. 아폴로는 하나의 발사체에 사령선과 착륙선을 함께 실어 보내는 방식이었다. 지금 NASA는 오리온 우주선과 달 착륙선을 분리했다. 우주비행사는 오리온을 타고 달 근처까지 간 뒤, 민간기업이 만든 착륙선으로 갈아타고 표면으로 내려가는 방식이다. 장기적으로는 더 많은 화물과 더 다양한 임무를 수행할 수 있는 구조지만, 민간업체 쪽 개발이 늦어지면 NASA 일정도 함께 밀릴 수밖에 없다.

현재 NASA가 달 착륙선 개발을 맡긴 업체는 스페이스X와 블루오리진이다. 스페이스X는 스타십 기반 인간착륙시스템(HLS)으로 초기 착륙 임무를 맡고 있고, 블루오리진은 블루문 계열 착륙선으로 후속 공급자로 선정돼 있다. NASA 감사관실은 지난달 공개한 보고서에서 두 업체 모두 일정 지연과 기술적 난제를 안고 있다고 지적했다. 특히 스페이스X의 달 착륙선은 2027년 6월까지 준비를 마치기 어렵고, 블루오리진도 설계 검토와 개발 일정이 뒤로 밀리고 있다고 봤다.

스페이스X의 과제는 규모와 방식 자체가 워낙 크다는 데 있다. 스타십은 단순한 착륙선이 아니라, 지구 궤도에서 여러 차례 연료를 보급한 뒤 달로 가야 하는 대형 시스템이다. 이 방식이 성공하면 화물 적재 능력과 확장성 면에서는 장점이 크다. 하지만 지구 궤도 연료 보급, 장기 운용, 달 착륙과 이륙, 승무원 수송선과의 안전한 도킹까지 풀어야 할 문제가 많다. NASA가 실제 착륙에 앞서 지구 저궤도에서 통합 시험을 먼저 하겠다고 한 배경도 여기에 있다.

블루오리진은 다른 종류의 과제를 안고 있다. 블루문은 스타십보다 전통적인 달 착륙선 구조에 가깝지만, 실전 데이터를 얼마나 빨리 쌓을 수 있느냐가 관건이다. 설계와 제작, 시험 비행, NASA 시스템과의 통합이 모두 일정 안에 맞물려야 한다. NASA가 두 업체를 동시에 끌고 가는 이유는 경쟁을 통한 기술 발전도 있지만, 한 곳에서 문제가 생겨도 전체 계획이 멈추지 않게 하려는 위험 분산 성격도 있다.

안전 문제도 가볍지 않다. NASA 감사관실은 보고서에서 일부 핵심 기술이 아직 충분히 입증되지 않았고, 일부 상황에선 승무원 구조와 비상 대응 체계가 충분히 마련되지 않았다고 지적했다. 달 착륙은 발사 한 번으로 끝나는 일이 아니다. 궤도에서 두 우주선이 정확히 만나야 하고, 착륙선이 표면에 내려갔다가 다시 이륙해 승무원을 안전하게 데려와야 한다. 어느 한 단계라도 예상과 다르게 흘러가면 임무 전체가 흔들릴 수 있다.

그렇다고 상황을 비관적으로만 볼 필요는 없다. 아르테미스 2는 적어도 미국이 다시 사람을 달 근처까지 보내고 무사히 귀환시키는 능력을 갖췄다는 점을 보여줬다. 승무원들은 아폴로 13호의 기록을 넘어 인간이 지구에서 가장 멀리 간 비행 기록도 새로 썼다. 오리온의 비행과 재진입, 회수 절차도 실제 임무에서 검증됐다. 이제 남은 과제는 “갈 수 있느냐”가 아니라 “내려설 수 있느냐”로 좁혀졌다.

과학적으로도 다음 단계의 의미는 크다. NASA가 염두에 둔 곳은 달 남극 일대다. 이 지역은 햇빛을 오래 받는 구역과 얼음이 남아 있을 가능성이 큰 영구음영지역이 함께 있어 장기 탐사의 거점 후보로 꼽힌다. 물 얼음은 생존 자원일 뿐 아니라 산소와 연료 생산의 재료가 될 수 있다. 그래서 달 착륙선 경쟁은 누가 먼저 깃발을 꽂느냐의 문제가 아니라, 누가 먼저 달 표면에 사람과 장비를 안정적으로 내려놓고 다음 탐사의 기반까지 만들 수 있느냐의 문제에 가깝다.

앞으로 1~2년은 이 프로그램의 향방을 가를 시간대가 될 가능성이 크다. 스페이스X가 스타십 달 착륙선을 실제 운용 수준까지 끌어올릴 수 있는지, 블루오리진이 블루문 개발 속도를 얼마나 높일 수 있는지, NASA가 두 업체의 일정과 안전 기준을 어떻게 조율할지가 핵심이다. 아르테미스 2의 성공으로 한 고비는 넘겼다. 하지만 사람을 다시 달 표면에 세우는 일은 지금부터 시작이다.