한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)에 실려 궤도에 오른 차세대소형위성 2호와 지상국 사이의 쌍방향 교신이 26일 새벽에 성공적으로 이뤄졌다. 과학기술정보통신부는 26일 세종청사에서 한 브리핑에서 이같이 발표했다. 전날 발사 후 단방향 교신에 이어 이날 원격명령을 포함한 쌍방향 이행하면서 누리호 3차 발사는 발사체 이륙과 비행, 위성 사출, 주탑재 위성 작동까지 사실상 완벽한 진행으로 마무리됐다. 이로써 한국은 실용위성 자체 발사에 실제로 성공한 국가가 됐다. 다만 부탑재 위성인 큐브 위성들은 아직 일부만 교신에 성공했다. 한국천문연구원 큐브위성 '도요샛'은 4기 중 2기만 교신했고, 기업 큐브위성 3기 중 2기만 위성신호 수신이 확인됐다. 과기정통부에 따르면 전날 오후 6시 24분 누리호에 실려 발사된 차세대 소형위성 2호가 목표 궤도에 성공적으로 안착한 데 이어 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구소 지상국과 양방향 교신에 성공했다. 전날 오후 7시 07분경 남극 세종기지에서 최초로 위성신호 수신과 오후 7시 58분경 대전 지상국을 통한 초기 교신이 이루어진 데 이어, 이날 새벽 대전 및 해외 지상국을 통해 7차례 추가 교신에 성공했다. 이날 교신에서는 위성의 원격검침 정보를 수신했고 위성 자세의 정상적 태양 지향 상태 여부를 점검했다. 또 위성의 통신계 송수신 기능, 명령 및 데이터처리계 기능, 전력계 태양전지판의 전력생성 기능 등을 점검하여 모두 정상임을 확인했다고 과기정통부는 설명했다. 도요샛은 위성별 순차적 교신을 시도하고 있으며, 1호기(가람)는 전날 8시 3분 위성신호를 수신했고 2호기(나래)는 이날 오전 6시 40분경 위성신호 수신과 양방향 교신을 수행했다. 다만 4호기(라온)와 전날 사출 여부가 제대로 확인되지 않은 3호기(다솔)는 아직 위성신호를 받지 못해 지속해 교신을 시도하기로 했다. 기업 큐브위성 중 루미르의 LUMIR-T1은 전날 오후 7시 53분, KSAT3U는 오후 11시 7분 신호를 확인했다고 과기정통부는 설명했다. 나머지 1기도 위성 신호 수신과 교신 시도가 이어질 예정이다. 조선학 과기정통부 거대공공연구정책관은 "차세대소형위성 2호의 지상국 교신이 성공하였으므로, 앞으로 나머지 위성들의 교신 및 임무 수행 등이 잘 진행될 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다.
우리 독자 기술로 개발한 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 24일 3차 발사를 시도한다. 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 24일 오후 6시24분 누리호 3차 발사에 나선다. 누리호의 이번 임무는 고도 550㎞에서 실용급 위성 8기를 궤도에 올리는 것이다. 특히 누리호의 성패는 주탑재 위성인 차세대 소형위성 2호를 고도 550㎞ 기준 최대 5% 오차 내 궤도에 안착시키느냐에 달려있다.
지금까지 달을 밟은 사람은 미국의 백인 남성 우주인 12명에 불과했다. 그러나 지구에서 일반인들도 문워크(moon walk)할 수 있게 해, 1년에 수백만 명이 찾는 관광 명소를 만들면 어떨까. 캐나다 건축가인 샌드라 G 매튜스와 마이클 R 헨더슨 두 사람은 지난 6~9일 UAE 두바이에서 열린 중동 비즈니스·관광 박람회인 ‘아라비안 트래블 마켓’에서 500달러의 비용으로 90분간 달 표면을 걷고 문 로버를 직접 운전할 수 있는 ‘문 두바이(Moon Dubai)’ 프로젝트를 제안했다. 우주관광 상품을 기획한 기업가들은 언젠가 많은 사람이 우주의 시작점까지 준(準)궤도 로켓으로 여행을 하거나, 지구 궤도에 떠 있는 호텔에 묵으며 탈(脫)지구 휴가를 즐기리라고 생각했다. 2000년 제프 베이조스의 블루 오리진, 2002년 일론 머스크의 스페이스X, 2004년 리처드 브랜슨의 버진 갤럭틱은 이런 생각에서 시작했다. 그러나 버진 갤럭틱의 준궤도 투어는 45만 달러, 스페이스X의 유인 우주선인 드래곤 캡슐을 이용한 궤도 여행은 5500만 달러, 고도 30㎞에 오르는 벌룬(balloon) 투어도 비용이 수만 달러에 달한다. 그래서 나온 것이 ‘문 두바이’ 프로젝트다. ‘문 두바이’는 크게 하단부의 3개 층과 이 위에 구축되는 달을 그대로 축소한 구형(球形)으로 나뉜다. 토대가 되는 3개 층은 로비와 라운지, 스포츠시설과 카페ㆍ음식점, 컨퍼런스룸, 비즈니스센터, 수영장, 나이트클럽, 볼룸 등 일반적으로 호텔에 들어가는 시설이 들어선다. 이 구조물의 특징적인 것은 그 위에 놓일 ‘문(MOON)’이다. 지름이 198m, 표면적이 12만 3312㎡(약 3만7300 평)에 달하는 ‘문’은 충돌구를 비롯한 달 표면을 그대로 구현한다. 실제 달의 0.008% 크기인 ‘문’은 조명에 따라 보름달·반달·초승달로 바뀐다. 또 ‘문’의 내부엔 모두 4000개의 객실이 들어서고, 투숙객은 창문 대신에 LED 창으로 원하는 광경을 선택하게 된다. 이 지상 구조물에는 별도로 매각되는 300채의 개인 고급 주거시설도 포함돼 있다. 구조물은 견고한 탄소섬유 복합소재와 철로 건설된다. 특히 두 건축가가 복합적인 문 리조트로서 초점을 맞춘 것은 ‘문’의 상단부에 위치하는 달 표면ㆍ달 식민지. 헨더슨은 작년 9월 두바이의 칼리즈 타임스 인터뷰에서 “방문객들은 이곳의 달 식민지에서 착용하는 특수 우주복을 통해 중력 감소를 체험할 수 있고, 수중 시스템과 케이블을 통해 완전한 무중력 상태를 느끼게 된다”고 말했다. 그는 “이 공간은 우주 여행을 꿈꾸는 수백만 명에게 적정한 가격 대에서 우주를 경험할 수 있는 다리가 될 것”이라며 “나중에는 각국의 우주 당국이 우주 적응 훈련을 하는 장소로도 발전될 수 있다”고 말했다. 문 리조트는 다른 나라에서라면 현실성이 떨어지겠지만, 이미 미래지향적인 도시국가인 두바이에선 고려해볼 만한 프로젝트라고 CNN 방송은 전했다. 두바이에는 이미 829m로 세계에서 가장 높은 빌딩인 부르즈 할리파가 있다. 또 화성에 탐사선 ‘아말’을 보내고, 비록 지난 달 착륙에는 실패했지만 일본의 민간 무인 달 착륙선인 하쿠토(白兎ㆍ흰토끼)-R에 탐사 로버를 보낸 UAE 우주센터가 위치하고 있다. 그런가 하면, 높이 300m의 73층짜리 4개 동(棟) 콤플렉스로 디자인됐지만 2008년 세계적인 금융위기 속에서 건설이 중단된 ‘두바이 진주(Dubai Pearl)’, 팜 아일랜드(Palm Island) 프로젝트의 일환으로 짓다가 만 ‘팜 제벨 알리’ 인공 섬도 있다. 두바이는 이들 프로젝트를 추진하다가 UAE의 맏형 격인 아부다비로부터 200억 달러의 구제금융을 받기도 했다. 헨더슨은 ‘문 두바이’가 부르즈 할리파 옆에 세워져 시너지 효과를 내거나, ‘두바이 진주’ ‘팜 제벨 알리’ 곁에 세워져 ‘빌바오 효과(Bilbao Effect)’를 기대할 수 있다고 말했다. 빌바오 효과는 실업률이 높고 경제가 낙후됐던 스페인의 지방 도시 빌바오에 구겐하임 미술관이 들어서면서 전세계에서 관광객이 몰려 경제가 살아난 것과 같이, 랜드마크 건축물이 도시 전체를 되살리는 효과를 말한다. 헨더스는 “문 리조트는 48개월 내에 건설될 수 있고, 연간 250만 명의 투숙객과 1000만 명의 방문객이 찾는 명소가 될 것”이라고 말했다. 이미 두바이의 부동산 사정은 15,6년전 금융위기를 겪던 때와는 180도로 다르다. 임대료가 1년 전보다도 26.9%나 올랐고, 작년 두바이의 주택 매매 건수는 8만6849건으로, 기존의 2009년 기록을 경신했다. 두 건축가가 산출한 문 두바이의 건축비는 무려 50억 달러(약 6조6260억 원). 2009년에 완공된 부르즈 할리파의 건설 비용은 15억 달러였고, 중단된 ‘두바이 펄’은 40억 달러였다. 또 팜 제벨 알리보다 조금 작은 규모로 지어진 인공 섬 팜 주메이라는 완공까지 120억 달러가 들었다. ‘셰이크에서 술탄으로’라는 책을 쓴 중동 전문가 크리스토퍼 데이비슨은 “문 두바이는 두바이 지배층이 통치의 정당성을 확보하는 데에도 도움이 될 수 있다”고 말했다. 그는 “두바이 지배층은 비록 비(非)민주적 엘리트이긴 해도 과학 발전을 강력히 신봉하는 것이 사실이며, 자신들의 지배를 합법화할 대형 프로젝트에 대한 관심이 크다”고 말했다. 헨더슨은 “우리는 아직 시작도 안 했지만, 이미 80억 명의 지구 인구가 우리 브랜드인 ‘달’을 알고 있다”며 “문(MOON)은 세계 최대의 브랜드가 될 것”이라고 자신했다.
미국의 우주 개발 기업인 액시엄(Axiom) 스페이스가 주관하는, 민간 우주인 4명으로 구성된 Ax-2 미션이 한국시간으로 22일 오전6시37분(미 동부시간 21일 오후5시37분) 국제우주정거장(ISS)으로 출발한다. 이들을 태운 스페이스X 사의 유인 우주선 드래곤 캡슐은 팰컨 9 로켓에 실려, 플로리다 주의 미 항공우주국(NASA) 케네디 우주센터를 출발한다. NASA는 저궤도에 대한 민간 기업과 일반인의 관심을 올리고 자체 수익도 마련하기 위해 ‘민간 우주인 미션(PAMㆍPrivate Astronaut Mission)’을 시작했다. 이번 미션은 작년 4월에 이어 두번째다. 민간 우주인 미션이라고 하지만, Ax-2의 탑승자들은 결코 우주에 대한 ‘초보자’가 아니다. NASA의 규정에 따라, Ax-2 미션의 선장은 액시엄 사 소속의 NASA 출신 전문 우주인이 맡는다. 또 2명은 전문 훈련을 받은 사우디 아라비아의 남녀 우주인이다. 결국 나머지 미국인 1명만 ‘순수’ 민간인인데, 그도 오랜 자동차 레이서와 조종사 경력을 갖춘 투자가다. 액시엄 사의 작년 4월 Ax-1 미션에선 선장을 제외한 3명 모두 미국ㆍ캐나다ㆍ이스라엘 출신의 기업인들이었다. 그러나 이들도 발사 전에, 액시엄 사 주도로 6개월에 걸쳐 700~1000시간의 “NASA 스타일” 우주 적응 훈련을 받았다. Ax-2 우주인들이 탑승하는 드래곤 캡슐 ‘프리덤’은 계획대로라면, 발사 16시간 반 뒤인 22일 오전9시30분쯤 ISS에 도킹한다. 이날 발사가 무산돼도, 5월 중 한 번의 기회가 더 있다. 그러나 이후엔 수개월 기다릴 수도 있다. 6월부터 NASA와 스페이스X가 다른 주요한 발사 일정에 집중해야 하기 때문이다. 6월3일에는 스페이스X의 화물 우주선 CRS-28이 ISS로 가 한 달간 도킹하며, 그동안 미뤄졌던 보잉의 첫번째 유인 우주선인 CST-100 스타라이너도 7월21일 발사된다. 또 스페이스X의 유인 우주선(Crew-7)도 3분기에 ISS로 향한다. ISS에 도착하는 이런 우주선 일정 탓에, 애초 10일로 잡혔던 Ax-2의 ISS 체류 일정도 8일로 단축됐다. NASA는 작년 4월말 민간 우주인 그룹의 ISS 이용 가격을 크게 올렸다. 예를 들어, 1SS의 전문 우주인들이 이들 민간인을 지원하는 가격은 2019년엔 시간당 1만7500달러(약 2330만 원)이었지만, Ax-2부터는 시간당 13만 달러(약 1억73000만 원)다. 또 ISS로 보내는 일반화물 운송 비용도 ㎏당 3000 달러에서 2만 달러(약 2663만 원)으로 뛰었다. NASA는 “민간 우주인들을 지원하는 전문 우주인들과 지상 컨트롤 타워의 업무량 증가가 예상보다 훨씬 커, 이로 인한 기회비용을 반영했다”고 밝혔다. Ax-1 민간 우주인들 ”스페이스 브레인 적응 어려웠다” 작년 4월 ISS에 갔던 Ax-1 미션의 민간 우주인들은 돌아와서 “많은 준비를 했는데도, 미세중력에 대한 적응이 생각보다 어려웠다”고 말했다. Ax-1 미션의 선장이었던 NASA 출신 우주인 마이클 로페즈-알레그리아는 미국 CBS 뉴스에 “우주에선 전문 우주인들이 ‘스페이스 브레인(space brain)’이란 현상이 있는데, 이게 적응하기까지 얼마나 어렵고 오래 걸리는지 과소평가했던 것 같다”고 말했다. 스페이스 브레인은 무중력 상태에서 시간의 흐름을 파악하고 일을 처리하는 과정이 매우 지연되는 현상을 말한다. 그는 “사전에 많은 교육과 훈련을 받았는데도, 민간인들은 한 번도 무중력 환경을 겪어본 적이 없다 보니 계획했던 간단한 실험과 업무를 수행하기도 매우 어려웠다”며 “반면에 시간은 매우 빨리 지나가, 체류기간을 전속력으로 달린 기분”이라고 말했다. Ax-1 미션의 민간 우주인들은 귀환 시 착륙(splashdown)할 해상의 악천후 탓에, ISS에 10일이라는 애초 계획보다 긴 17일 머물렀다. ISS에 하루 머무는 비용은 최소 3만5000달러 Ax-1 미션의 민간 우주인이 액시엄 사에 1인당 지불한 비용은 5500만 달러(약 733억원)으로 보도됐다. 이는 NASA가 2019년에 처음 책정한 가격 정책에 따른 것이다. 여기엔 1인당 1일 생활 지원 및 화장실 관련 비용 1만1250 달러, 식사와 산소 공급, 의료 지원 등의 비용 2만2500 달러, 통신비 50달러(기가바이트), 전기료 42달러(킬로와트시)가 포함돼 있다. ‘맛없는’ 건조 식품 위주인 우주식(宇宙食) 비용만 1인당 하루에 2000달러였다. 이렇게 해서, Ax-1의 민간 우주인 한 명이 ISS에 하루 머물며 지불한 비용은 대략 3만5000달러(약 4670만 원)였다. 그러나 Ax-2 미션부터는 NASA에 지불하는 비용이 훌쩍 뛰었다. 우선 민간 우주인들이 타고 온 모듈(캡슐)과 ISS를 통합하고, 민간ㆍ전문 우주인 간에 기능ㆍ동력ㆍ서비스를 통합하는 비용이 미션당 480만 달러, ISS 우주인들이 민간 우주선의 임무를 지원하는 기본 비용이 미션당 520만 달러로 신설됐다. 이것만 1000만 달러(약 133억5000만 원)다. 또 지구에서 ISS로 보내는 일반화물 운송비도 기존의 kg당 3000달러에서 2만 달러로 뛰었다. <그래픽 참조> NASA는 그러나 “민간 미션의 특성과 종류가 다양하고 복잡한 것을 고려해서, 가격은 협상 가능하다”고 밝혔다. 또 Ax-2 우주인 중 2명은 사우디 정부의 공식 우주인이다. NASA와 액시엄 측은 이들이 얼마 냈는지 공개하지 않았다. 전체 비용에는 또 스페이스X의 팰컨 9 발사 비용도 포함돼 있다. 작년 3월 스페이스X가 밝힌 발사 비용은 6700만 달러(약 894억 원)이었다. NASA는 또 민간 우주인들이 계획한 실험이 전문 우주인들에게 주는 업무량을 고려해, 이륙 12개월 전에 ISS 실험실에서 실시할 실험과 운송 화물에 대해 미리 타당성을 확인 받도록 했다. Ax-1 우주인들은 병원들의 의뢰를 받아 노령화와 관련된 세포 실험 등 25건의 간단한 과학 실험을 했고, 이는 ISS 우주인들의 시간에 상당한 부담을 줬다. 우주인인가, 우주관광객인가? 미 연방항공청(FAA)은 1984년부터 고도 50마일(약 80㎞)을 넘어간 민간인에게는 황금 핀인 ‘민간 우주인 배지’를 수여했다. 2021년 잠깐 우주의 문턱을 넘었던 아마존의 제프 베이조스와 동승했던 TV 드라마 ‘스타 트렉’의 배우 윌리엄 섀트너도 이 배지를 받았다. 그러나 작년부터는 배지 수여 없이, 우주를 다녀온 민간인의 이름만 기록하기로 했다. 자비로 다녀온 사람이 ‘우주인’이냐, ‘우주관광객’이냐는 논란에 얽매이지 않기 위해서였다. 일부 NASA 출신 우주인들은 “로켓에 몸을 실었다는 것만으로도 대단한 일”이라고 말한다. F-16 전투기를 몬 사람만 파일럿(pilot)이고, 세스나 경(輕)비행기를 몰면 파일럿이 아니냐는 것이다. 반면에, Ax-1 선장이었던 로페즈-알레그리아는 “사전에 수백 시간의 훈련을 받고 며칠씩 우주에 머물며 과학실험을 한 민간 우주인과, 준궤도 비행으로 5분 우주를 다녀온 관광객은 구별해야 한다”고 말했다. 에스티 로더 화장품의 ISS 상업화 논란 NASA의 저궤도 상업화 계획에 따라, 2020년 10월 미 화장품 회사인 에스티 로더는 나이트 리페어 스킨 세럼을 ISS의 큐폴라(cupola)를 배경으로 한 광고 사진을 찍었다. 에스티 로더는 당시 NASA가 책정한 가격에 따라, 모두 12만8000 달러(약 1억7000만 원)을 내고, 50ml짜리 화장품 10개를 ISS로 보냈다. 지구에서 ISS로 화물을 운송하는 비용 kg당 3000달러, 다시 지구로 보내는 비용 kg당 6000달러, 우주인 1명당 시급 1만7500달러를 지불했다. 그러나 당시 미 의회 의원들은 짐 브리드스타인 NASA 국장에게 “화장품 광고 사진을 찍는 게 NASA의 임무 수행에 어떻게 도움이 되느냐”고 질책했고, 이는 NASA의 ISS 이용료 인상에도 영향을 미쳤다고 한다. NASA 우주인 연봉은 지상·ISS 근무 별 차이 없어 ISS 전문 우주인 노동력에 대한 민간 이용료가 시급(時給) 13만 달러라고 해서, NASA 우주인의 월급이 엄청 높은 것은 절대 아니다. 지난 2월 NASA는 경험과 자격 조건, 직군, 책임 등에 따라서 NASA 소속 우주인의 연봉은 10만4898 달러~16만1141 달러(약 1억4000만 원~2억1460만 원) 선이라고 밝혔다. 이는 지상에 있을 때나, ISS에 있을 때나 큰 차이가 없다. 2007년과 2010년 두 차례 ISS에서 근무했던 전 NASA 우주인 클레이튼 C 앤더슨은 “2007년 152일 근무하고 확인한 은행 통장엔 152달러가 더 들어와 있었다. 하루 1.2달러꼴”이라며 “숙식이 제공돼 매일 저녁 식사하러 나가지 않는 것을 고려하면, 좀 낮지만 합리적인 임금”이라고 말했다. 앤더슨은 “함께 근무하는 러시아 우주인은 당시 연봉이 6000달러였는데, ISS에 근무하면 그 10배를 번다고 들었다”고 말했다. 한편, 스페이스X는 Ax-2 미션을 저궤도로 올리는 팰컨 9의 재사용 부스터를 처음으로 육지인 커내버럴 기지 내 지정된 지점에 착륙시킨다. 지금까지는 부스터가 대서양의 드론 선박에 착륙했다. 육지에 착륙시키면, 해상의 환경적 제약 조건을 고려하지 않아도 돼 부스터 회수가 쉽다. 스페이스X 측은 “육지에 착륙하는 능력은 이전부터 있었지만, 확신이 없었다. 그동안 스타링크 군집위성을 계속 발사하면서, 팰컨 9 부스터의 육지 착륙 능력에 자신을 갖게 됐다”고 밝혔다.
미 항공우주국(NASA)는 현재 성간(星間·interstellar) 우주를 날고 있는 탐사선 보이저(Voyager) 2호를, 이 탐사선의 예비전력(backup power)를 사용해 최소 3년간 더 가동하겠다고 최근 발표했다. NASA 산하 제트추진연구소(JPL)의 보이저 프로젝트 책임자인 수잰 도드는 지난달 30일 “탐사선의 발전 용량이 떨어져 올해 안에 보이저 2호의 과학장비 5개 중 1개를 중단하려던 계획을 바꿔, 이 탐사선의 예비전력을 사용해 2026년까지 5개 장비를 모두 가동하기로 했다”고 밝혔다. 그는 이 예비전력 전용(轉用) 방안이 성공하면, 같은 문제를 겪는 보이저 1호에도 이를 적용하겠다고 밝혔다. 보이저 1·2호는 태양계에서 지구 밖에 존재하는 외행성인 목성·토성·천왕성·해왕성을 탐사할 목적으로, NASA가 1977년 8월과 9월에 발사한 쌍둥이 탐사선이다. 두 탐사선의 애초 예상 임무 기간은 5년이었고, 모두 주(主)임무를 완수한 지 오래다. 그런데도, NASA가 이 보이저 프로젝트를 이어가려는 것은 현재 보이저 1·2호가 태양권(heliosphere), 즉 태양에서 나오는 플라스마인 태양풍과 태양 자기장이 지배하는 공간을 벗어나 지구에서 가장 먼 우주를 항해하는 탐사선이기 때문이다. JPL의 프로젝트 과학자인 린다 스필커는 “성간 우주는 완전히 빈 것 같아도, 여전히 태양 입자가 있고, 자기장 현상이 벌어진다”며 “태양에서 멀리 나갈수록 뭘 발견할지 몰라 더욱 흥미로워진다. 두 보이저는 우리에게 마치 우주를 들여다 보는 쌍안경과 비슷하다”고 말했다. 그러나 과학기술 분야가 20세기 후반 이후 급격한 진전을 거듭한 것을 고려하면, 1970년대의 이 ‘구닥다리’ 탐사선이 46년째 우주를 날면서 지구에 유용한 데이터를 보내고 있다는 것이 신기하지 않을 수 없다. 물론 예비전력을 사용하더라도 탑재된 과학·탐사 장비는 언젠가는 작동을 멈출 것이고, 두 탐사선은 지구와 통신이 끊긴 채 우주를 날게 될 것이다. 이는 1972, 1973년에 발사된 파이오니어 10·11호가 겪은 운명이기도 하다. 2003년 파이오니어 2호를 끝으로, 교신이 끊긴 두 쌍둥이 탐사선은 지금도 심(深)우주 어딘가를 날고 있다. 외계의 지적 생명체가 우연히 파이오니어를 발견하면, 지구로 찾아올 수 있도록 ‘안내 지도’를 장착했다. 지구에서 각각 200억, 240억 ㎞ 떨어진 곳 날아 쌍둥이 탐사선인 보이저는 2호가 1977년 8월에 먼저 발사됐고, 1호는 16일 뒤인 9월5일에 발사됐다. 기본 임무는 목성과 토성 탐사였고, 보이저 2호는 천왕성과 해왕성 탐사로 임무가 확대됐다. 13일 현재 1호와 2호는 지구에서 약 240억㎞, 198억 ㎞ 떨어진 우주를 시속 6만1500㎞으로 날고 있다. 태양과 지구와의 거리를 뜻하는 AU(약 1억4960만 ㎞)로 환산해도, 보이저 1호의 위치는 지구에서 약 159 AU, 2호는 133 AU 떨어져 있다. 지구에서 보이저 1호로 원웨이 통신하는 데만 22시간 3분이 걸린다. 두 탐사선의 진행 방향은 다르다. 태양계를 평면으로 볼 때, 1호는 토성을 지나고 평면의 위아래를 오르내리다가 태양계 밖으로 나갔고, 보이저 2호는 해왕성을 지난 뒤 위아래를 오르내리다가 밖으로 나갔다. 태양계를 벗어나면서 외행성 탐사 장비는 모두 끄고, 성간 탐사를 위한 장비를 작동했다. 1·2호는 태양계가 성간 우주에서 쏟아지는 고에너지 입자와 방사선으로부터 지구를 어느 정도 보호하고 있는지에 대해 귀중한 데이터를 제공한다. 그러나 오래된 기술이다 보니, 계속 잔고장이 발생한다. 작년 5월에도 보이저 1호는 탐사선의 자세와 방향을 통제하는 시스템에서 이상한 오류가 발생했다. 우주선의 자세와 각도는 분명히 정상인데, 송신 데이터는 왜곡된 것이었다. NASA 과학자들은 보이저 1호가 새 컴퓨터가 아니라 이전 컴퓨터를 이용해 데이터를 보내면서 발생한 오류라는 것을 발견하고 고쳤지만, 오류가 발생한 근본 원인은 알아내지 못했다. 보이저 2호는 2020년 1월 정상 상태인데도, 기기의 오류 모드에서 촉발되는 전원 보호 장치가 작동했다. 이는 오류 가동 상태에서 전원이 소모되는 것을 막기 위한 장치였지만, 이 탓에 정상 가동 중이던 과학장비의 전원이 모두 꺼졌다. 1호는 또 플라스마 측정기가 고장 났고, 2호는 일부 주파수를 탐지하지 못한다. 도드는 “쌍둥이 자매가 하나는 청력을 잃었고, 하나는 촉감을 잃었다고 말할 수 있다”고 말했다. 초당 전력 생산능력 470와트인 원자력 전지 사용 보이저 1·2호의 수명이 이렇게 긴 것은 RTG라고 불리는 방사성동위원소열전(熱電)발전기(Radioisotope Thermoelectric Generator)에서 동력을 공급받기 때문이다. RTG는 방사성동위원소인 플루토늄-238이 자연 붕괴할 때 발생하는 열을 전력으로 바꾸는 원자력 전지다. 쌍둥이 탐사선을 만든 엔지니어들은 탐사선이 태양에서 멀어질수록 효율이 매우 떨어지는 태양광 패널 대신에, 초당 470와트를 생산할 수 있도록 1·2호에 각각 3개의 RTG를 장착했다. 두 탐사선은 5년간 목성과 토성, 토성의 고리, 또 이들 행성의 주요 위성을 탐사하는 것이 주요 임무였다. 그러나 동력이 계속 공급되면서, 임무와 가동 기간이 계속 확대됐다. 그래서 천왕성과 해왕성까지 모든 외행성과, 이들 외행성이 지닌 48개의 주요 위성을 모두 탐사하게 됐다. 또 1970~1980년대는 보이저가 최소한의 동력과 기간으로 탐사를 이어가는데 유리하게, 이들 외행성이 175년에 한 번 꼴로 배열되는 시기였다. 예를 들어, 보이저 2호는 행성이나 위성의 중력을 이용해 다음 목표물로 날아가는 이른바 중력보조(gravity assist)를 통해 해왕성까지 통상 30년 걸리는 항해 기간을 12년으로 줄일 수 있었다. 그러나 탐사선이 영구적으로 날 수는 없다. 의존해야 할 동력원에 한계가 있기 때문이다. NASA가 밝힌 현재 RTG의 발전 용량은 249 와트 정도다. 갈수록 연료도 줄고, 온도측정센서 등 관련 기능도 약화되면서 매년 4와트씩 발전 용량을 잃고 있다. 더 많은 과학장비를 사용하면, 전력 소모는 더 커지고 미션은 더 빨리 끝나게 된다. ’안정적인 전압’ 위해 따로 설정해 놓았던 예비전력 쓰기로 보이저 2호는 이미 2019년 7월에 우주선 측정 장비를 보호하기 위한 1차 히터와, 다른 비(非)필수적인 파트의 전원을 껐다. 이에 따라, 발사 전 테스트에서 -45°C에서도 작동할 수 있게 디자인된 우주선 측정 장비의 주변 온도는 -59°C로 떨어졌다. 그런데도 이 장비는 여전히 데이터를 보내고 있다. NASA는 이어 올해 중에 보이저 2호에 탑재된 자력계·플라스마 측량기·플라스마 과학실험 장비·우주선 탐지기·저에너지 입자 탐지기 등 5개 과학장비 중 하나를 끌 예정이었다. 그런데 지난 3월말 예비전력을 사용해 이들 장비를 당분간 계속 사용하기로 방향을 바꾼 것이다. 예비전력은 원래 탐사선과 장비에 공급되는 전압의 안정성을 위해 따로 설정된 것이었다. 주(主)회로에서 순간적인 전압 변화가 발생하면, 탐사선을 전기적 과도 현상으로부터 보호하기 위해 전력 공급이 예비회로로 전환한다. 예비전력은 이 예비회로용(用)으로 따로 설정한 RTG 전력이다. 따라서 예비전력을 쓰면 유사시 갑작스러운 전압 변화가 발생해도 대책이 없어진다. 그러나 지난 45년 동안 보이저 1·2호의 전류는 꽤 안정적이었고, JPL은 예비전력 사용이 ‘감당할 만한’ 리스크라고 판단했다. JPL의 보이저 프로젝트 책임자인 도드는 “가변 전압은 장비에 악영향을 주지만, 과학장비를 더 오래 사용해 얻는 새로운 발견이라는 보상에 비하면, 작은 리스크라고 생각한다”고 말했다. 그는 지난 7일 “예비전력을 사용한 보이저 2호의 작동을 수 주간 모니터한 결과, 이 새로운 접근이 잘 작동하고 있다고 본다”고 말했다. 이 방식이 입증되면, NASA와 JPL은 보이저 1호도 예비전력을 사용하도록 전환할 계획이다. 보이저 1호는 탐사 초기에 5개 장비 중 한 개가 고장 나서, 전력 소모 면에서 최종 선택을 할 시간적 여유가 조금 더 있다. 보이저가 새롭게 알아낸 과학적 발견 보이저는 천문학 교과서를 여러 번 다시 쓰게 만들었다. 보이저 이전에는 목성의 달인 이오(Io)가 지구의 10배쯤이나 화산 활동이 활발한지, 또다른 달인 유로파 표면의 두터운 얼음층 밑에 물로 된 바다(ocean)가 있는지 몰랐다. 태양계에선 지구에만 바다가 있는 줄 알았다. 보이저 2호가 1986년 천왕성을 방문해 10개의 달을 찾아내면서, 이전까지 알려졌던 천왕성 달의 수는 3배로 증가했다. 이후 허블 우주망원경과 성능이 향상된 지구 천체망원경으로 천왕성 주변의 달은 모두 27개로 늘어났다. 또 태양의 자기장이 성간 우주에선 어떻게 형성되는지에 대한 기존 모델도 수정을 거듭해야 했다. ’창백한 푸른 점’ 지구 촬영 그러나 일반인에게도 가장 인상이 깊은 사건은 보이저 1호가 1990년 2월14일 태양계를 벗어나면서 해왕성과 명왕성 궤도 밖에서 찍은 지구와 태양계 행성들의 ‘가족 사진’이다. 태양에서 약 60억 ㎞ 떨어진 곳에서, 보이저 1호는 금성ㆍ지구ㆍ목성ㆍ토성ㆍ천왕성ㆍ해왕성을 찍었다. 그 전날 NASA와 JPL은 보이저 1호에 사진 촬영을 위해 카메라를 지구 쪽으로 향하도록 명령했고, 다음날 1호는 3장의 지구 사진을 찍었다. 64메가 화소 크기의 사진에서 지구는 고작 0.12 화소 크기에 푸른 빛의 흰 점에 불과했다. 보이저는 모두 60장의 태양계 가족 사진을 찍었고, 이 모든 사진을 다운로드하기까지 두 달이 넘게 걸렸다. 보이저 1ㆍ2호의 동체 외벽에는 또 지름 30㎝짜리 구리로 된 ‘골든 레코드’가 부착됐다. 여기엔 지구에 사는 다양한 인종의 삶과 문화, 동식물 이미지 115장과, 55개 언어의 인사말, 90분 가량의 동서양 고전ㆍ민속 음악이 담겼다. NASA는 보이저를 발사하면서, 이 탐사선이 한 외계 행성에 닿기까지는 4만5000년이 걸릴 것이라고 추정했다. 2035년까지도 가동할 수 있을까…이후 ‘침묵의 여행’ 두 쌍둥이 탐사선의 임무 수행 기간이 46년째 접어들 줄은 아무도 예상하지 못했다. 보이저 1호는 2012년 8월에, 이보다 속도가 늦은 보이저 2호는 2018년 11월에 태양권 밖을 넘어섰다. 수잰 도드는 “보이저 2호가 해왕성을 지나 30년 넘게 계속 성간 우주를 항해하리라고는 최초 개발자들은 생각하지도 못했다. 그들은 대부분 사망했다”며 “우주선을 만든 과학자 세대는 모두 사라져도, 그 우주선은 계속 날기 때문에 이 우주선에 대한 세대간 지식 전수는 매우 중요하다”고 말했다. 그는 또 “보이저 탐사선과, 이를 계속 가동할 수 있는 영리한 방법(예비전력 마련)을 고안해낸 엔지니어들에게 계속 놀라고 있다”고 말했다. 예비전력 사용이라는 ‘도박’이 성공하면, NASA는 보이저 쌍둥이 탐사선이 발사 후 50년까지도, 좀 더 욕심을 내면 208 AU에 도달하는 2035년까지도 작동할지 모른다는 기대를 품을 수 있게 된다. 물론 이는 2026년쯤 보이저 2호의 과학장비 하나를 끄고 나머지 것들도 순차적으로 꺼 마지막 장비의 파워를 끌 때까지 임무를 이어갈 수 있다는 것을 전제로 한 상상이다. 그리고 지구와의 마지막 통신도 끊기고 나면, 보이저 쌍둥이 자매는 침묵 속 여행을 계속 할 것이다. 앞서 파이오니어 자매가 그랬듯이.
아마존 창업자 제프 베이조스의 우주기업 블루 오리진이 NASA의 달 착륙선 사업자로 선정됐다. 이는 2년 전 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)의 스페이스X에 이어 두 번째로, 우주상에서 세계 최고 갑부들의 대결이 본격적으로 펼쳐지게 됐다. 미국 항공우주국(NASA)은 19일(현지시간) 블루오리진이 이끄는 컨소시엄을 '아르테미스' 프로젝트의 달 착륙선 개발 사업자로 선정했다고 밝혔다. '아르테미스' 프로젝트는 NASA가 1972년 아폴로 17호의 마지막 달 착륙 이후 반세기 만에 인류를 다시 달에 보내는 사업이다. 이로써 블루오리진은 2021년 4월 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)의 스페이스X에 우선권을 내준 뒤 2년 만에 달 착륙을 위한 기회를 잡았다. 블루오리진은 미 항공우주 기업 록히드 마틴과 보잉, 우주공학 기업인 허니비 로보틱스 등으로 컨소시엄을 꾸렸다. NASA는 2021년 4월 아르테미스 프로젝트 하나인 '인간 착륙 시스템'(HLS·Human Landing System) 프로그램 사업자로 스페이스X를 선정했다. 이번 블루오리진의 선정은 '지속적인 달 개발'(SLD·Sustaining Lunar Development)이라 불리는 프로그램으로 HLS 2기에 해당한다. NASA는 스페이스X 선정 당시 달 착륙선 개발을 두 개 업체에 맡길 계획이었으나 예산 부족으로 스페이스X만 선정하면서 블루오리진 등의 반발을 샀다. 블루오리진은 소송을 제기하기도 했다. 그러나 NASA는 지난해 유인 달 착륙선을 원래 계획인 경쟁체제로 가져가기로 하고 스페이스X 외에 제2의 업체를 선정하기로 하면서 블루오리진도 기회를 잡았다. 2년 전 스페이스X의 계약 규모는 29억 달러(3조8천541억원), 이번 블루오리진의 계약 규모는 34억 달러(4조5천186억원)에 달한다. 블루오리진은 스페이스X와 마찬가지로 달 착륙선을 개발해 NASA에 제공하게 되며 우주비행사 없는 착륙선의 성능을 검증받은 뒤 2030년 이내 우주비행사를 태우고 달에 착륙하게 된다.
초기 우주에는 태양보다 수백만배 더 밝은 초대질량 항성이 존재했다는 가설이 제기돼 있다. 현재까지 관측된 가장 큰 별이 태양 질량의 300배 정도지만 이 항성은 약 5천∼1만 배에 달한다고 한다. 이 가설은 상대적으로 좁은 영역에 모여 공 모양의 '구상(球狀)성단'을 형성하고 있는 100만개에 가까운 별들이 비슷한 환경에서 만들어졌지만, 다양한 화학 성분을 가져 수십년간 미스터리가 돼온 점을 설명하기 위해 만들어졌다. 이렇게 가설로만 존재해온 '괴물 천체'의 존재를 입증하는 화학적 신호가 처음으로 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 포착된 것으로 발표돼 관심을 받고있다. 18일 스위스 제네바대학교와 AFP통신 등에 따르면 이 대학 천체물리학 교수 코린 샤르보넬 박사가 이끄는 유럽 연구팀은 초기 은하의 구상성단을 웹 망원경으로 관측해 얻은 결과를 '천문학 및 천체물리학'(Astronomy and Astrophysics)에 발표했다. 샤르보넬 박사팀은 앞서 2018년 처음으로 초대질량 항성 가설을 제시했다. 비슷한 시기, 같은 가스 구름에서 형성된 구상성단의 항성이 어떻게 다른 화학적 구성을 갖는지를 초대질량 항성의 존재로 설명했다. 태양과 같은 별은 중심 온도가 약 1천500만∼2천만℃에 그치는데, 7천만℃에 달하는 온도가 필요한 알루미늄과 같은 원소를 가진 별들이 많은 것은 중심온도가 7천500만℃까지 오르는 초대질량 항성이 이를 만들어 줬기에 가능했다는 것이다. 연구팀은 별이 빽빽하게 몰려있는 구상성단 안에서 다른 별과 연쇄적으로 충돌하며 '씨앗 별'이 돼 주변 물질을 흡수했다가 다시 분출함으로써 새로 형성되는 별의 재료를 제공해 화학적으로 다양한 성분을 갖게 된 것으로 설명했다. 연구팀은 이를 뒷받침하는 증거를 약133억광년 밖 초기 은하인 GN-z11에서 찾아냈다. 이 은하는 지난 2015년 허블 우주망원경으로 처음 관측돼 한때 가장 오래된 은하 기록을 갖고 있기도 했다. 연구팀은 웹 망원경 관측을 통해 GN-z11 은하 내 구상성단이 믿을 수 없을 정도로 많은 별이 모여있는 밀도를 갖고있고, 질소도 많다는 점을 확인했다. 연구팀은 질소를 만들려면 초고온에서 수소가 연소돼야 하고, 이런 초고온은 초대질량 항성의 핵에서만 도달할 수 있다는 점에서 질소를 초대질량 항성의 존재를 나타내는 화학신호르 해석했다. 샤르보넬 교수는 초대질량 항성을 '괴물 천체'라고 부르면서 "웹 망원경이 수집한 자료 덕분에 이런 비상한 항성의 존재에 대한 첫 단서를 발견하게 됐다"고 밝혔다. 그는 초대질량 항성 가설이 '발자국'이라면 이번 관측 결과는 뼈를 찾아낸 것과 같다고 비유했다. 하지만 초대질량 항성을 직접 관측할 수 있을 가능성은 많지 않은 것으로 제시됐다. 초대질량 항성의 수명이 약 200만년 정도로 우주의 시간 단위로 따지면 찰나만 존재하고 사라진 것으로 추정돼 간접적 흔적은 발견할 수 있어도 관측하는 것은 어렵다고 했다.
일론 머스크가 이끄는 우주기업 스페이스X가 미 항공우주국(NASA)의 유인 우주비행 프로그램 최고책임자였던 캐시 루더스를 최근 영입했다고 미 경제매체 CNBC와 블룸버그 등이 관련 소식통을 인용해 15일(현지시간) 보도했다. 이 소식통에 따르면 루더스는 달과 화성을 비롯해 심우주에 인류를 보내겠다는 스페이스X의 스타십 프로젝트를 총괄 관리하게 되며, 스타십 발사 기지인 텍사스주의 '스타베이스'에서 일하게 된다. 루더스는 유인 우주비행 분야의 권위자로, 31년간 NASA에서 근무하다 지난 4월 말 퇴직했다. 그는 NASA의 유인 우주비행 부문 수장으로 있으면서 스페이스X의 유인 수송 캡슐 '크루 드래건' 개발을 감독하기도 했다. '스페이스X'는 2014년 NASA와 지구 저궤도 유인 수송 임무 수행 계약을 체결했고, 2020년 8월 민간 기업 최초로 NASA 소속 우주비행사 2명을 유인 캡슐 '크루 드래건'에 실어 국제우주정거장(ISS)에 수송·귀환시키는 시험에 성공해 민간 우주 시대의 문을 열었다. 이어 지난 2월에는 6번째 ISS 유인 수송을 위한 크루 드래건 발사에 성공해 NASA와의 초기 계약을 모두 이행했으며, 향후 8차례의 유인 수송 임무를 수행하기 위한 추가 계약도 체결했다. 이번 루더스 영입은 스페이스X가 NASA 간부 출신 인사를 고용한 두 번째 사례다. 앞서 2020년 스페이스X는 NASA에서 10년 이상 유인탐사 부문 고위직으로 일한 윌리엄 거스텐마이어를 자사의 제작·비행안전성 부문 부사장으로 영입한 바 있다. 스페이스X는 지난달 20일 대형 우주선 스타십의 첫 지구궤도 시험비행에 나섰으나, 발사체가 이륙 후 약 4분 만에 상공에서 폭발하면서 실패했다.
유럽우주국(ESA)의 목성 위성(달) 탐사선 '주스'(Juice)가 발사 뒤 근 한 달 만에 얼음 위성 표면과 내부를 들여다볼 레이더인 '라임'(RIME) 안테나를 가까스로 펼쳐 정상적인 임무수행을 할 수 있게 됐다. 15일 ESA와 AP통신 등에 따르면 독일 다름슈타트의 주스호 관제센터는 한 달 가까이 진행된 노력 끝에 라임 안테나를 완전히 펼치는데 성공했다고 밝혔다. 지난달 14일 아리안 로켓에 실려 발사된 주스호는 목성을 향한 8년여의 여정을 시작하기 전 각종 장비를 점검하는 과정에서 접어서 탑재한 16ｍ 길이의 라임 안테나가 작은 핀에 걸려 완전히 전개되지 않는 것이 확인됐다. 불과 몇 밀리미터 차이로 핀에 걸려 안테나가 펼쳐지지 않자 관제사들은 탐사선 추진체를 이용해 선체를 흔들거나 햇볕에 노출해 표면 온도가 오르게 하는 등 다양한 시도를 했다. 첫 시도에서 절반만 전개된 라임 안테나는 이런 시도를 통해 점점 더 펼쳐지는 폭이 늘어나다가 지난 12일 라임 안테나가 탑재된 브래킷 내 '비폭발성작동기'(NEA)를 가동하자 마침내 완전히 펼쳐졌다. 라임 안테나는 주스가 탐사할 목성의 얼음위성 칼리스토와 유로파, 가니메데 등의 얼음 표면은 물론 얼음층 밑을 9㎞까지 들여다볼 수 있는 핵심장비다. 이를 통해 위성의 얼음층 밑에 대양이 존재하는지를 확인하게 되는데, 라임 안테나가 완전히 펼쳐지지 않았다면 반쪽짜리 임무가 될 뻔했다. 주스호에는 라임 안테나를 비롯해 총 10종의 첨단 과학장비가 탑재돼 있다. 주스호의 태양광 패널과 10.6ｍ 자기계, 중형 안테나 등도 성공적으로 전개됐다. 주스호는 약 2개월에 걸친 장비 점검을 마치면 목성을 향한 본격적인 여정에 오르며, 2031년 7월 목성 궤도에 도착한다. 이 과정에서 지구와 금성 등을 가까이 지나며 네 차례에 걸쳐 중력도움 비행을 하게된다. 태양계에서 생명체가 있을 가능성이 가장 높은 유로파에는 미국 항공우주국(NASA)도 탐사선 '유로파 클리퍼'((Europa Clipper)를 보낼 계획이다. 이 탐사선은 내년 10월에 발사되지만 주스호보다 1년 더 이른 2030년 4월에 도착해 탐사를 시작한다.
로켓이 지구 중력을 벗어나려면, 엄청난 양의 연료를 태워야 한다. 탑재물 중량이 늘면, 훨씬 더 많은 연료가 필요하다. 전체 로켓 중량의 90%까지 연료가 차지하는 이유다. 탄소 발생을 줄이려는 입장에서 보면, 환경적 재앙이다. 그렇다면, 해머 던지기처럼 물체를 회전시켜서 그 원심력으로 우주로 던질 수는 없을까. 그게 미국의 우주 스타트업 스핀론치(SpinLaunch)의 접근 방식이다. 2014년에 설립된 스핀론치는 지난 3월 미국의 미래·과학기술 미디어인 기즈모도(Gizmodo)의 과학전 페어에서 로켓 부문 상을 받았다. 이 회사는 2021년 10월 미국 뉴멕시코 주의 사막 한 가운데에 A-33라 부르는, 내부가 진공인 지름 33m짜리 회전 가속기를 세웠다. 그리고 길이 3m에 중량 50㎏인 투사체(projectile)를 시속 1600㎞로 회전시켜 하늘로 쏴 올렸다. 이어 작년 9월까지 모두 10차례 투사(投射)를 실시해, 투사체를 고도 7.62㎞까지 올리는 데 성공했다. 그러나 인공위성이 성공적으로 지구 저궤도에 안착하려면, 약 300㎞ 고도에서 시속 2만5000㎞로 날아야 한다. 이 정도의 투사 실험 수치로는 턱없이 부족하다. 계획은 이렇다. 앞으로 지름이 100m에 달하는 거대한 가속기를 설치해 투사체를 시속 8000㎞ 이상의 극초음속으로 회전시켜 일단 고도 60㎞의 중간권까지 올린다. 그리고 그 위치에서 부스터 로켓을 점화해 시속 2만8200㎞로 저궤도까지 투사체를 끌어올린다는 것이다. ☞동영상 즉, 공기 밀도가 높아 기존 로켓에서 연료 소비가 가장 많은 저고도 구간은 가속기에서 발생한 운동 에너지로 통과하고, 공기가 희박한 고도에서 비로소 로켓 엔진을 점화해 연료도 절감하고 발사 비용도 크게 줄이겠다는 것이다. 2026년쯤 한 번에 각각 100㎏ 중량의 위성 2개를 저궤도에 올리고, 회전 가속기 1대 당 하루 5회 발사하는 것이 목표다. 운동 에너지가 1단 로켓 엔진 대체 스핀론치가 뉴멕시코주 사막에 설치한 A-33 실험 가속기는 이 회사가 최종적으로 구축하려고 하는 실제 가속기의 3분의1 크기다. 가속기의 내부는 진공이며, ‘테더(tether)’라 불리는 거대한 팔이 투사체(로켓)을 잡고 시속 1600㎞에 도달할 때까지 고속 회전을 해, 지구 중력가속도의 1만 배에 달하는 힘을 발생시켰다. 이후 투사체는 가속기의 가장자리에 설치된 굴뚝 모양의 출구를 통해 하늘로 치솟았다. 스핀론치가 2021년 10월 A-33 가속기에서 첫 투사 실험을 할 때에는, 투자가들뿐 아니라 미 국방부와 국토안보부, 항공우주국(NASA) 전문가들도 참관했다. 모두의 관심은 대기권 상층부까지 연료 없이 로켓(투사체)을 보낼 수 있느냐, 또 민감한 전기 회로로 구성되는 위성 탑재물과 2단계에서 작동할 로켓 엔진이 회전 가속기의 막대한 중력가속도를 견딜 수 있느냐는 것이었다. 작년 9월의 10번째 실험에선 NASA와 에어버스, 코넬대에서 보낸 실험용 탑재물이 이 로켓 안에 탑재됐다. 이 탑재물은 회전이 일으키는 엄청난 속도와 중력 가속도를 견뎌냈다. 스핀론치의 투사체에 탑재된 아이폰은 고도 7.6㎞까지 올랐다가 낙하산으로 지상에 내려오는 전 과정을 녹화했다. 이 회사의 창업자인 조너선 야니는 이 폰으로 영상 통화를 해 폰의 전기 회로에 전혀 문제가 없음을 증명했다. 공상과학 소설 속 ‘수퍼 건’에서 착안 19세기 공상과학 소설가 쥘 베른의 소설 ‘지구에서 달까지’는 수퍼건(super gun)을 이용해서 인간이 달로 우주여행을 떠나는 내용을 담고 있다. 또 실제로 미국과 캐나다는 1960년 대에 40㎝구경의 대형 대포를 쏴서, 물체를 준(準)궤도까지 올리는 고(高)고도연구프로그램(HARP·High Altitude Research Program)를 진행했다. HARP는 이 대형 대포로, 마틀릿 2라는 비행 물체를 로켓 발사 없이 최대 180㎞ 고도의 준궤도까지 쏠 수 있었다. 스핀론치는 운동에너지만으로 우주에 도달하겠다는 이 오래된 아이디어에 착안해, 이를 현실화하겠다는 기업이다. 초기엔 5㎏짜리 투사체를 회전시켜 투사하는 것에서 시작 창업자인 조너선 야니는 2014년 400만 달러의 투자를 받아서, 12m 길이의 테더를 갖춘 회전 가속기로 투사하는 실험을 계획했다. 그러나 시작부터 온갖 기술적 난관에 부딪혔다. 지금까지 어느 정부 프로젝트도 성공하지 못한 극초음속의 회전력을 만들어내야 했고, 난기류 없이 이 속력을 안정적으로 유지하려면 가속기 내부에 진공 체임버(chamber)를 건설해야 했다. 또 극초음속으로 회전하다가 투사체를 체임버 밖으로 방출하려면 1 밀리초(1000분의1 초) 이하의 정밀성이 요구됐고, 최종적으로 220㎏ 중량의 투사체를 극초음속으로 회전시키리면 테더의 내구성(耐久性)도 해결해야 했다. 야니는 기계 구조물 건축에 뛰어난 고교 동창 라이너 햄튼을 끌어들였고, 모하비 사막에서 열리는 대학생 로켓 경연대회에서 샌디에이고 주립대 2학년생인 항공공학도 데이비드 렌을 기술 담당 부사장으로 스카우트했다. 전문 제작업체가 2000만 달러를 달라던 진공 체임버도 각 부품을 50만 달러 어치 구입해서 8개월에 걸쳐 직접 만들었다. 스핀론치가 이렇게 만든, 최초의 길이 12m짜리 실험 가속기는 세계에서 6번째로 큰 진공 체임버였다. 모터로 돌리는 테더는 막강한 외력을 견딜 수 있도록 케블라와 탄소 섬유로 제작했다. 이후 수 년 간 여러 탑재물을 극초음속으로 회전시키며, 시스템을 안정화했다. 또 투자가들을 설득하기 위해, 태양전지·라디오 통신시스템·망원렌즈·배터리·GPS 모듈·제어 컴퓨터 등 일반적으로 위성에 들어가는 각종 탑재물을 중력의 1만배 속도로 돌렸다. 모든 탑재 소품은 거의 손상이 없었다. 결국 스핀론치는 투자가들의 마음을 사는데 성공했고, 2021년에는 7100만 달러를 추가로 투자받는 데 성공했다. 실제 투사에선 고도 60㎞까지 1분에 도착 목표 스핀론치의 다음 목표는 실제로 로켓을 시속 8000㎞ 이상의 극초음속으로 회전시켜 투사하는 준(準)궤도용 회전 가속기를 제조하는 것이다. 이 실제 가속기로 투사된 로켓은 고도 60㎞ 지점에서 부스터 로켓의 엔진이 점화된다. 그 고도에선 공기가 희박하므로 로켓이 받는 항력이 적어서 약 1분간 로켓을 점화해 저궤도까지 시속 2만8000여 ㎞로 날고, 마지막 단계에서 10초간 또다른 로켓 엔진 점화해 부드럽게 탑재물을 저궤도에 안착시킨다는 것이다. 계획대로 로켓을 우주가 시작하는 부근까지 연료 없이 보낼 수 있다면, 로켓의 모양이 여느 로켓처럼 길쭉하고 뾰쪽할 필요는 없다. 스핀론치가 실제로 사용하려고 제작한 길이 7.6m의 로켓은 더 많은 공간을 탑재물에 쓸 수 있도록 비교적 뭉뚝하게 생겼다. 이미 로켓의 발사 비용은 재사용 로켓의 등장으로 많이 낮아졌다. 그러나 스핀론치 측은 현재보다도 10분의1 수준으로 줄이고, 연료 사용도 30% 수준으로 줄일 수 있다고 밝혔다. 기술 담당 부사장인 렌은 “우리는 아무도 생각하지 못한 시장을 열려고 한다. 우리의 미래 고객은 현재 자신들이 스핀론치의 고객이 되리라고 생각하지도 못한 기업들”이라고 말했다. “지구 중력의 10만배 힘 견딜 로켓, 위성 없다” 비관론 투자가들을 위해 스핀론치를 실사(實査)했던 스탠퍼드대 항공공학 교수인 후안 알론소는 로켓 투사 및 고도 60㎞에서의 발사에 따르는 수학을 점검한 결과, 스핀론치의 시뮬레이션이 가능하다는 결론을 내렸다. 그러나 아직 많은 전문가는 회의적인 것이 사실이다. 하버드대의 천체물리학자인 조너선 맥도월은 이 기업이 투사 고도를 60㎞까지 올리고, 이 고도에서 부스터 로켓을 작동시키기까지의 시간표가 매우 촉박하다고 평가했다. 그는 지금까지의 투사 실험 결과에 대해서도 “내가 모자를 공중에 던지는 것과 마찬가지로, ‘준궤도 발사’라고 표현할 수 없다”고 평가절하했다. 이와 관련, 작년 11월 과학 전문 웹사이트인 빅씽크(Big Think)는 “전문가들이 가장 우려하는 것은 과연 로켓 엔진과 배관·전기장치, 탑재 위성과 같이 아이폰과는 비교도 안 되게 정밀한 장치들이 회전 가속기 안에서 발생하는 지구 중력의 수만 배에 달하는 힘을 견딜 수 있겠느냐는 것”이라고 전했다. 즉, 시속 8000㎞에 도달하기 위해 진공 체임버에서 탑재물을 30분 정도 회전시키면 중력가속도의 5만~10만 배 힘이 발생한다. 서던캘리포니아대의 댄 어윈 교수는 “어떤 로켓이나 전자 장치도 이를 견딜 수 없다”고 말했다. 또 이런 중력가속도를 견디려면 복잡한 배관 장치가 필요 없는 고체연료를 써야 하는데, 고체연료는 한번 점화되면 지상에서 이를 통제할 방법이 없다. 또 현재 계획에선 탑재물은 진공 체임버의 출구를 밀봉한, 특수 소재인 마일라(Mylar) 필름으로 된 천장을 뚫고 나가게 된다. 과학자들은 로켓이 예정된 질량과 속도로 지름 100m의 회전 가속기를 빠져나가면 지름 33m짜리 실험 가속기에서 발생한 운동에너지의 25배로 마일라에 부딪히게 되는데, 이는 벽에 충돌하는 것과 마찬가지여서 탑재물이 파괴될 수 있다고 지적한다. 하늘로 치솟을 때 동체가 받는 항력(抗力)도 막강하다. 일반 로켓은 공기 밀도가 높은 저고도에서 낮은 속도로 날다가 공기가 희박한 수십km 상공에서 더욱 속도가 난다. 그러나 스핀론치의 로켓은 회전 가속기를 빠져나갈 때에 가장 속도가 높고, 갈수록 항력에 의해 속도가 줄고 탑재물은 엄청난 마찰열을 겪게 된다. 한마디로, 스핀론치가 이런 물리의 법칙을 피해갈 수 있겠느냐는 것이다. “파산한 버진 오빗이 대체 발사의 신념 굳게 해” 방식은 다르지만, 고도 10㎞까지 비행기로 올라간 뒤 공중에서 로켓을 발사하는 버진 오빗도 1월에 발사가 실패한 뒤 결국 현금 부족으로 지난 달에 파산 신청을 했다. 이와 관련, 스핀론치의 CEO 야니는 지난 5일 블룸버그 통신에 “버진 오빗은 실패에도 불구하고, 로켓을 발사대에서 이륙시키기 위해서 수만 갤런의 연료를 태우지 않는 대체 발사 방법이 있고 자본을 보다 효율적으로 쓸 수 있다는 개념을 입증했다”며 “대체 발사 구조(architecture)에 대한 신념이 더욱 굳어졌다”고 말했다. 스핀론치의 직원은 200명가량. 야니는 “우리 팀은 이게 불가능하다고 생각하기보다는 무슨 일이 일어나는지를 알고 싶어하는 에너지와 열기로 가득 찬 젊은 엔지니어들로 구성돼 있다”고 말했다. 우주로 가려는 민간 기업들의 실험은 시시포스(Sisyphus)처럼 실패의 연속이었지만, 대담한 도전은 끊이지 않았다. 스핀론치는 그 우주로 가는 새로운 문을 두드리고 있다.
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