아르테미스 계획
1. 개요
'''아르테미스 계획'''은 취소된 컨스텔레이션 계획 이후 트럼프 행정부가 부활시킨 달 탐사 계획이다. 2024년까지 달에 다시 유인 착륙을 하는 것을 목표로 하고 있으며, 미국과 러시아 뿐만 아니라 세계 각국의 우주기구와 우주 관련 민간 기업들까지 연계된 거대 국제 프로젝트이다.
아르테미스는 그리스 신화에서 '''아폴로의 쌍둥이 누이'''이자 '''달의 여신'''으로, 아폴로 계획에 이름을 맞춘 센스있는 작명이라 할 수 있겠다.
2. 상세
컨스텔레이션 계획의 유산으로 개발된 오리온 다목적 유인 우주선과 SLS 로켓이 사용될 예정이다. 다만 2020년 예산에 반영되지 않아 민간 로켓들을 우선 쓴다. 또한 달 궤도에 장기 체류가 가능한 우주정거장 루나 게이트웨이가 건설된다. 유인 화성 탐사를 하기 위해선 더 발달된 기술들이 효율적이고 성능도 좋으며 안정적이어야 하는데 그 기술들을 미리 시험하기에 적당한 곳이 가까운 달이다. 또한 아폴로 계획과 달리 유럽 우주국(ESA), 러시아 우주국(Roscosmos), 일본 우주국(JAXA), 캐나다 우주국(CSA), 호주 우주국(ASA)이 공동 참여한다. 그러나 중국은 미국법에 의해서 협력이 금지되어 제외되었다.#
일본은 2021년부터 무인 우주 수송선과 생명 유지 장치의 개발 비용 등으로 약 800억엔을 사용한다.#
2020년 9월 22일. 다시 업데이트한 형식으로 계획을 발표했다.계획서
2020년 10월. 미국, 영국, 호주, 캐나다, 이탈리아, 룩셈부르크, 아랍에미리트(UAE), 일본이 달 기지의 평화로운 운영과 달 자원 개발 협력 등을 담은 아르테미스 협정을 맺었다.#
2.1. 다시 달로 향하다
남녀 2명의 우주 비행사가 참여할 예정이며, 달 미션 기간은 6일 반으로 예정되어있다. 이는 약 3일간 달에 체류한 아폴로 계획의 약 2배의 기간이다. 오리온 우주선과 달착륙선이 따로 발사되어 루나 게이트웨이에서 도킹한 후 우주비행사들은 달착륙선으로 갈아타고 달에 다녀오게 된다. 약 1주일간의 달 미션에서 2명의 우주 비행사는 최대 4회에 걸쳐 탐사를 실시, 과학적 지표 분석 및 얼음 등의 샘플을 채취하게 된다.
1년에 2번 달 착륙 미션을 수행한다.# 달 기지는 기지, 이동형 기지, 달 지형 차량 등 3가지 구성으로 될 것이며, 최대 2개월 간 임무를 가지고 화성 탐사 사용될 기술을 연구하게 된다.#
'바이퍼'(VIPER, Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) 라는 이름의 로버를 투입할 예정이다.
2.2. 민간기업의 참여
아르테미스 계획이 아폴로 계획과 가장 큰 차이를 보이는 부분으로 민간 우주기업의 참여, 즉 부분적 민영화가 진행된다는 점이다. 현재 스페이스X의 팰컨 9와 팰컨 헤비, 블루 오리진의 뉴 글렌, ULA의 벌칸, 그리고 로켓 랩의 일렉트론 로켓이 민간기업 발사체로서 아르테미스 계획에 전격 투입되며, 루나 게이트웨이의 보급선에는 스페이스X의 드래곤 XL이 민간 우주선 중에는 단일후보로 선정되었다.
2019년 11월에 스페이스X, 블루 오리진, 시에라 네바다, 세레스 로봇, Tyvak 나노 위성 시스템이 업체 파트너로 선정했다.# 프로젝트 20%는 기여해야한다.#
달 기지 최초의 통신장비 구축 사업자로 노키아가 선정되었다. NASA는 노키아와 손을 잡고 달에 LTE 이동통신망을 깔기로 했다.#
민간 기업이 달의 돌, 모래 등 샘플로 가져가는 계획을 가지고 있으며, 유럽, 일본 기업이 참여한다.#
3. 개발
3.1. 탐사 지상 시스템 (EGS)
Exploration Ground Systems. 이 계획의 기원은 컨스텔레이션 계획까지 거슬러올라간다. 오바마 행정부를 거쳐 트럼프 행정부에서 아르테미스 계획에 편입된 것으로, # 케네디 우주 센터에서 SLS 로켓과 그 적재물인 오리온 우주선 등을 유연성 있게 운용 가능하도록 지상 시설을 정비하는 것이 목적이다.
3.2. SLS 로켓
우주비행사들이 탄 우주선을 지구 궤도상에 올리는 데 이용될 차세대 대형 우주발사체이다. SLS 로켓 문서 참조.
3.3. 오리온 우주선
지구 궤도에서 달 궤도상의 루나 게이트웨이까지, 그리고 다시 루나 게이트웨이에서 지구로 귀환하는 데 사용되는 우주선이다. 오리온 우주선 문서 참조.
3.4. 루나 게이트웨이
달 궤도상의 우주정거장이다. 루나 게이트웨이 문서 참조.
3.5. 유인 착륙선 (HLS)
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Human Landing System. 아르테미스 계획의 달착륙선으로, 다수의 기업으로부터 입찰을 받아 선정하게 된다. 스페이스X, 블루 오리진/록히드 마틴/노스롭 그루먼/드레이퍼 컨소시엄, 다이네틱스 사가 1차 경쟁자로 선정되었다.# 그동안 NASA와 함께 SLS, 상업 승무원 수송 프로그램 등 다수의 프로젝트를 진행해왔던 보잉이 짤린 것이 특이하다는 반응이 있는데, NASA 측에서는 보잉에서 제시한 안이 가격은 가장 비싼데 성능은 최악이라서 탈락했다고 한다.
블루 오리진이 속한 내셔널 팀의 달 착륙선이 많은 비판을 받고 있는데, 승무원 구역까지 올라가는 사다리가 무려 10m가 넘는다고 하여 안전사고가 우려돠고 있다.
스페이스X가 제시한 착륙선은 막장성에서 한 술 더 뜨는데, 이쪽은 화성 탐사선으로 설계된 스타십을 약간 변경만 한 채 그대로 써먹어서 동체 높이가 50m에 달한다. 간이 엘레베이터가 있긴 하지만 사람과 물자를 싣고 내리기 매우 번거로울 것으로 보인다. 스타쉽은 재사용 가능한 우주선이기 때문에 가성비를 고려하면 나사가 쉽게 거절하지 못할 거라고 판단한 듯 하다.
3.6. 신형 우주복
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2019년 10월 15일 아르테미스 계획에서 사용될 신형 우주복들이 공개되었다. 우주복은 크게 2개로 나누어지며, 달 표면에서의 EVA에 사용되는 Exploration Extravehicular Mobility Unit (xEMU), 오리온 우주선에서 사용되는 Orion Crew Survival System (OCSS)이다. 방사선 막이복도 공개되었다.#
xEMU는 달에서 최대 8시간 동안 사용할 수 있다. 아폴로 계획과 다른 점은 오디오 마이크와 스피커는 전통적인 '''스누피 캡'''을 사용하는 대신 헬멧 내부에 있으며, 아폴로 슈트에 있는 지퍼도 없어졌다.
3.7. 신형 월면차
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일본 JAXA가 도요타와 함께 신형 밀폐식 월면차 루나 크루저를 개발 중이다.
4. 계획된 일정
2019년 5월 26일, 트럼프는 나사에 달 남극에 첫 여성 우주비행사를 포함한 우주인을 5년 이내(2024년)에 착륙하게 지시하였다. 본래 계획은 2028년에 사람을 보내는 것이지만 '너무 늦다'라는 트럼프 정부의 의견으로 2024년으로 변경된 것.
아래에서 보듯이 계획이 계속 꼬이고 있다
2020년에는 NASA가 코로나 19로 사실상 기능 마비 상태에 빠진 바람에 프로젝트 진행에 차질이 생기고 있어, 2024년 유인 달착륙이 성사될 가능성이 점점 낮아지고 있다.
아르테미스 1호의 발사가 1년 연기 되었다.
2020년 미국 대통령 선거에서 트럼프가 낙선하면서 새로운 변수가 생겼다.(달 탐사보다 기후변화 대응부터…바이든 시대의 NASA) 미국은 정권에 따라 우주계획이 달라지는데, 대표적으로 오바마가 부시의 컨스텔레이션 계획을 취소한 전력이 있다. 취소가 안되더라도 예산이 줄어들거나 계획이 축소되거나 일정표가 연장될 수 있을 가능성이 여전히 존재한다. 만약 취소 또는 변경된다면 컨스텔레이션 계획과 마찬가지로 아르테미스 계획도 우주덕들을 거창한 희망고문만 해버린 셈이 된다.
다행히 아르테미스 계획은 추진한다고 발표했다.# 다만 2024년까지 완수할지는 불투명한 상황이다. 당장 NASA가 2021 회계연도에 32억 달러의 예산을 요청했는데 코로나19 대응 등의 이유로 8억 5천만 달러만 승인났다. 이 정도로는 도저히 정상적인 진행이 어렵다.
4.1. 주 임무
모든 미션에 SLS가 사용되며 아르테미스 3 미션부터 SLS 블록 1B가 사용될 예정이다. 아르테미스 계획 수립 전에는 SLS 개발예산이 감소하여 델타 4 헤비나 팰컨 헤비로 대체될 것이라는 예상이 있었으나, 아르테미스 1 미션에 사용될 SLS가 실제 완성되면서 일단은 SLS 사용이 확정되었다.
4.2. 민간 달착륙선 탑재체 서비스 (CLPS)
Commercial Lunar Payload Services. 민간기업에서 개발한 무인 착륙선과 로버를 달에 보내는 임무이다. 이 임무의 주요 목적은 달의 천연자원을 조사하고 유인 미션을 보조하는 것이다. NASA는 최소한 1년에 2번은 무인 착륙선을 달에 보내기를 기대하고 있다.
정확한 미션명이 아직 정해지지 않아 가칭으로 불리는 경우가 많으므로 주의.
4.3. 루나 게이트웨이 물류 서비스 (GLS)
Gateway Logistics Services. 루나 게이트웨이의 조립과 무인 보급 전 과정에 해당한다. 현재는 스페이스X의 드래곤 XL이 유일한 계약 대상이다. 스페이스X는 NASA와 2억 4천만 달러 규모의 계약을 맺고 15년 간 물류 서비스를 제공하게 된다.
5. 기타
1980년작 영화 슈퍼맨 2에서 조드 장군과 부하들이 지구 침공 전에 먼저 달에 들러 탐사 중이던 지구 우주비행사들을 살해하는데 해당 장면그 우주비행사들의 달 탐사선이 ''아르테미스 우주선'' 이었다. 그래서 아르테미스 계획이라는 미션 명칭이 불길하다고 말하는 해외 네티즌들도 있다.
달착륙 부정론자들에겐 좋은 떡밥이 되는 듯하다. 옛날에 사람을 보냈으면 지금은 즉시 사람을 보낼 수 있을텐데 왜 여러 단계를 거쳐 시험한 뒤 사람을 보내는지 의문이라는 것. 하지만, 컨스텔레이션 계획 항목에도 서술되었듯이 차기 달 탐사 계획과 아폴로 계획의 목표에는 큰 차이가 있다. 아폴로 계획이 일회성으로 단기연구만 하고 돌아오는 수준[7]이라면 아르테미스 계획에서는 아예 유인화성기지의 선행연구판 장기거주기지를 건설할 계획이다. 이를 위해 연료충전 후 '''재사용 가능한 달 착륙선'''을 비롯해 각종 자재가 아폴로 계획과는 비교하기 힘들 정도로 덩치가 커져버렸다. SLS의 LEO 페이로드가 오히려 새턴V보다 줄어들었지만, 민간 업체들의 대형로켓이 더 싸고, 더 자주 발사될 수 있다는 것을 고려하면 현대공학에 힘입은 로켓제어 최적화와 민간 우주기업의 성장을 칭찬해야 할 부분이다.[8]
슈퍼컴퓨터도 도입할 예정인데, 이름은 에이트컨(Aitken)이라고 불리며 Intel Xeon 2세대 프로세서와 멜라녹스 인피니밴드(Mellanox InfiniBand)와 221TB의 메모리가 탑재되어 고속 네트워킹을 지원한다. 이는 아르테미스 탐사선의 다양한 진입과 하강 및 착륙법을 모델링, 시뮬레이팅 하는데 도움을 줄 것으로 보인다.#
[1] 착륙지 죽음의 호수, 민간기업 페이로드 14개, NASA 페이로드 14개 총 28개의 페이로드가 착륙선에 탑재될 예정이다.[2] 착륙지 슈뢰터 계곡, 최대 5개의 NASA 페이로드가 탑재될 예정이다.[3] 착륙지 남극, 애스트로보틱 테크놀로지와 카네기 멜런 대학교가 공동개발하는 로버 MoonRanger를 포함한 8개의 NASA 페이로드가 탑재될 예정이다.[4] 착륙지 남극, VIPER 미션 전 로버에 탑재할 장비들을 실제 달 표면에서 테스트할 예정이다.[5] 착륙지 위난의 바다, 페이로드 10개 수송.[6] Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, 휘발성물질 조사 극지 탐사 로버. 골프 카트 정도 크기의 로버를 사용해 달의 남극 영구 음영지역에서 얼음과 기타 천연자원을 탐색할 예정이다.[7] 시료채취, 지진파 관측, 달-지구간 거리 정밀측정 등 단기간에 수행할 수 있는 과학연구를 수행했다. 하지만 우주선의 규모 등의 문제로 과학적 의의보다는 정치적 의미가 앞섰기 때문에 과학계에서는 아폴로 계획의 종료를 아쉬워하는 분위기였다.[8] 다만 새턴V는 애초에 화성탐사를 염두에 두고 제작했던 로켓이라 스펙에 낭비가 좀 있었다. 가장 쉬운 예시는 아폴로 13호 발사 시퀀스의 사고 상황으로, 2단 중간 엔진이 하나 꺼지는 문제가 발생했지만 나머지 엔진의 분사시간을 늘려 정상적으로 3단부를 지구 저궤도까지 밀어올렸다.