달 우주 정거장에는 택배가 올까?, 우주 물류 서비스 GLS[EP.05]

썸네일 - 게이트웨이 물류 서비스 GLS

 

목차 루나 게이트웨이의 GLS(Gateway Logistics Service) 개요 인류의 고향,지구에서, 인류의 최전방 달까지 우주 택배선, Space X 드래곤(Dragon) XL 드래곤(Dragon) XL의 임무는?

 

 루나 게이트웨이의 GLS(Gateway Logistics Service) 개요

 달 우주 정거장(Lunar gateway)의 물류를 책임지는 우주 택배(?) 서비스

현재 2023년 3월 기준으로, NASA의 게이트웨이 물류 서비스(GLS)는 루나 게이트웨이 우주 정거장으로의 연속된 무인 우주 여행을 위한 프로젝트입니다. 이러한 미션의 목적은 게이트웨이에 물류 지원을 제공하는 것으로, 이는 NASA의 아르테미스 프로그램의 일환입니다. 이 프로젝트는 NASA의 게이트웨이 물류 요소에서 감독되며 상업 업체들이 미션을 운영합니다. 지금까지 이 서비스를 제공하는 유일한 계약 업체는 Space X입니다.

 

게이트웨이 물류 서비스(GLS)는 NASA와 상업 업체 사이의 이전 성공적인 사업들인 국제 우주 정거장(ISS)을 위한 상업 용 궤도 서비스(COTS)와 상업 우주선 프로그램을 모델로 하여 설립되었습니다. 

 

인류의 고향 지구에서, 인류의 최전방 달까지

 임무에 필수적인 우주 택배선

GLS의 목적은 루나 게이트웨이 우주 정거장에 필수 물품, 과학 기기들, 그리고 아르테미스 프로그램의 구성 요소를 공급하는 것입니다. NASA는 2018년 10월에 개최된 Sources Sought Notice를 통해 민간 기업들로부터 구매 프레임워크에 대한 의견을 먼저 수렴했습니다. 2018년 12월에 미국 의회의 승인을 받은 후, 기관은 2019년 6월 14일에 게이트웨이로의 보급 서비스를 위한 제안 요청 초안을 게시했습니다.

 

최종 버전의 요청은 2019년 8월 16일에 게시되었습니다. 이 요청은 총 150억 달러에 달하는 고정가 계약을 15년간 진행하며, 미국 상업 업체들은 각각의 우주 비행에서 적어도 3,400 킬로그램의 압력 선적물과 1,000 킬로그램의 비압력 선적물을 게이트웨이로 운송하고, 우주 비행 종료 시 해당 무게와 상응하는 양의 폐기물을 처분해야 했습니다. 우주선은 또한 게이트웨이에서 최대 1년간 체류할 수 있어야 했으며, 초안 요청서에서는 최소 3년의 내구성이 필요했으나, "상업적 혁신"을 장려하기 위해 이 기간이 축소되었습니다. 최종적으로 잠재 입찰자들에게 게이트웨이로의 최소 2차례의 임무를 요구했습니다.

달 우주 정거장에 보급을 위해 접근하는 Dragon XL 컨셉 아트 - NASA

 

 우주 택배선, Space X 드래곤 (Dragon) XL 

 드래곤 2의 물자 보급용 파생형

2020년 3월, NASA는 Space X를 최초의 GLS 계약 업체로 선정했습니다. 스페이스X는 동시에 게이트웨이로의 미션에 사용될 드래곤(Daragon) XL 우주선을 공개했습니다. 이 우주선은 총 5,000 킬로그램의 압력 선적물과 비압력 선적물을 게이트웨이로 운송할 수 있습니다.

 

NASA는 일전에도 ,비용문제로 중단되었지만, 우주왕복선으로 2011까지는 국제 우주 정거장(ISS)에 물자 보급 임무를 수행했고 2006년부터 상업 궤도 운송 서비스(Commercial Orbital Transportation Services)를 통해 Space X의 팰컨 9과 드래곤 V1을 활용했고 그 이후에는 안타라스 로켓과 오비탈 사이언스(Orbital Sciences)사(현 오비털 ATK)에서 개발한 무인 수송선 시그너스(Cygnus)나 ATV(Automated Transfer Vehicle) 등을 통해 무인으로 국제 우주 정거장 보급임무를 수행했습니다.

 

2020년 3월 27일, 스페이스X는 Gateway Logistics Services (GLS) 계약 하에 NASA의 계획된 루나 게이트웨이로 압력 선적물과 비압력 선적물, 실험 장비 및 기타 물자를 운반할 드래곤(Dragon) XL 보급 우주선을 공개했습니다.

 

드래곤 XL은 드래곤 V2에서 분화된 디자인으로, 오비털 사이언스사의 시그너스에서 영향을 받아 개발된 것입니다.

NASA에 따르면, 드래곤 XL 미션으로 운반되는 장비에는 샘플 수집 재료, 우주복 및 게이트웨이와 달 표면에서 우주비행사들이 필요로 할 수 있는 기타 물품들이 포함될 수 있습니다.

 

원래 팰컨 헤비는 탐사선과 인공위성 발사에만 사용될 계획이었지만, 드래곤 XL의 개발로 인해 팰컨 헤비가 드래곤 계열 우주선을 발사하는 데 사용될 예정입니다. 그러나 드래곤 XL은 페어링에 의해 보호된 채로 발사될 것으로 예상되며, 이는 드래곤 계열 중 처음이 됩니다.

SpaceX Dragon - Wikipedia

 

드래곤(Dragon) XL의 임무는?

 임무가 끝나면 어떻게 처리하나?

Dragon XL은 플로리다의 케네디 우주 센터 LC-39A에서 스페이스X 팔콘 헤비 로켓으로 발사될 예정입니다. Dragon XL은 게이트웨이에 6개월에서 12개월 동안 체류하며, 화물 우주선 내부 및 외부의 연구 장치들은 크루가 없을 때에도 원격으로 운영될 수 있습니다.

 

이 우주선의 유용하게 운반할 수 있는 무게는 달 궤도로 5,000 킬로그램(11,000 파운드) 이상을 예상합니다. 지구로의 귀환은 필요하지 않으며, 임무 종료시 Dragon XL은 지구로 귀환하는 대신 루나 게이트웨이에서 도킹을 해제한 후 정거장에서나온 폐기물들을 게이트로 운반한 무게와 동일한 무게를 가지고 태양 주회 궤도로 우주선을 이동하여 안전하게 폐기할 수 있어야 합니다. 

 

왜 임무 종료된 위성을 태양 주회 궤도로 보내는가?

태양 주회 궤도로 우주 폐기물을 보내는 이유는 지구 주변 궤도에서 우주 폐기물을 폐기하기 위해 안전하고 효과적인 방법입니다. 지구 주변 궤도에 폐기물을 두면 폐기물이 지구의 대기권으로 다시 진입하는 일을 최소화할 수 있습니다.

 

태양 주회 궤도는 지구와 태양 사이의 공간에 위치한 궤도로, 폐기물을 장기적으로 안전하게 보관(?)할 수 있습니다. 이 궤도는 지구와 멀리 떨어져 있기 때문에 폐기물이 다시 지구로 돌아오지 않으며, 다른 인공 위성이나 우주선과 부딪히지 않도록 잘 계획되어 있습니다. 만일 운용 중인 위성에 부딪히거나 또 다른 우주 폐기물들에 충돌해 더 많은 작아진 우주 폐기물들을 생성할 경우 이는 걷잡을 수 없을지도 모르기 때문입니다.

 

태양 주회 궤도로 폐기물을 보내는 것은 우주 활동의 지속 가능성과 우주 환경 보호를 위해 중요한 조치입니다. 우주 폐기물이 궤도에서 머무르는 동안 다른 우주 미션들을 방해하거나 충돌로 인한 위험을 줄일 수 있기 때문입니다. 이러한 접근 방법은 우주 청소의 일환으로, 우주 활동의 장기적인 지속성을 위해 필수적입니다.

 

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