루나 게이트웨이(Lunar Gateway), 새로운 우주정거장[EP.02]

 

목차 루나 게이트웨이(Lunar Gateway) 개요 루나 게이트웨이 의 공전 궤도 나타나는 현실적 한계 한국의 참여?

 

 루나 게이트웨이(Lunar Gateway) 개요

 우주탐사를 위한 관문

루나 게이트웨이는 지구가 아닌 달에 계획된 우주정거장으로, 달 탐사 및 유인 화성 우주선 건설을 지원하는 최초의 천체에 건설되는 우주정거장입니다. 이 프로젝트는 컨스텔레이션 계획의 후계인 아르테미스 계획의 일부로 미국을 주도로 약 12개국의 기관과 민간 기업들이 참여하고 있으며, 스페이스X를 포함한 21개국이 현재 참여 의사를 밝혔습니다. 오리온 우주선과 드래곤 XL 등 다양한 우주선들이 해당 우주정거장을 이용할 예정입니다.

Gateway

 

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루나 게이트웨이의 공전  궤도

실증을 위한 캡스톤(Capstone) 위성

NASA's CAPSTONE: Flying a New Path to the Moon / NASA 공식채널

 

루나 게이트웨이는 기존의 우주정거장과 달리, 독특한 공전 궤도인 Near-Rectilinear Halo Orbit (NRHO)를 선택하여 운용합니다. NRHO는 달 주위를 공전하는 타원 궤도로, 달과 약 3000km에서 7만km 사이의 거리를 이동합니다. 이 궤도는 라그랑주 점을 지나며 주기는 약 일주일입니다. 이를 통해 달 탐사 및 유인 화성 우주선 건설 지원을 위한 효율적인 운영이 가능합니다.

 

NRHO는 달 주위를 도는 타원 궤도이면서 지구의 중력에도 영향을 받아 궤도면이 달 공전 주기에 맞춰 회전합니다. 이로 인해 달 뒤편으로 넘어가지 않고 지구와 항상 통신을 유지할 수 있으며, 남쪽으로 궤도 최고점이 위치하여 달의 남극 지역에 설치될 미래의 달 기지에 장시간 통신을 유지할 수 있습니다. 이것은 지구와 달 기지를 잇는 통신 릴레이로서 최적의 궤도입니다.

 

2022년 6월 28일에 로켓랩의 일렉트론 로켓에 탑재된 캡스톤(CAPSTONE) 위성은 NRHO 궤도의 검증을 위해 개발되었습니다. 3개월에 걸친 비행을 통해 달의 목표 궤도에 도달하고, 6개월 동안 궤도 시험비행을 하며 달 정찰 인공위성의 지원을 받아 예상 궤도에 진입했습니다 위성과의 교신이 끊어지거나, 시스템의 오류로 자세 제어에 실패하여 안전 모드에 들어갔고 이후 자세 안정화 작업이 진행됐습니다. 캡스톤은 2022년 11월 14일에 달 궤도에 도착하였으며, NRHO 궤도의 검증과 관련된 임무를 수행하고 있습니다

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나타나는 현실적 한계들

 막대한 예산 부담

미국의 유인 달 탐사계획과 유인 화성 탐사계획의 일환으로 발표된 루나 게이트웨이 프로젝트는 초기에는 미국이 단독으로 진행할 계획이었으나 예산 압박으로 인해 국제 협력을 제안했습니다. 유럽, 캐나다, 일본은 이 제안을 수락했지만 러시아는 참여하지 않았습니다. 그 이후 (러시아 자체적으로 계획한 달 우주정거장의 실현 가능성이 없다는 판단과 함께) 로스코스모스(러시아의 국영우주공사)가 참여하며 프로젝트가 탄력을 받았으나 일정적인 어려움으로 인해 건설 일정이 지연되고 협력자들과의 협의가 어려워졌습니다.

 

루나 게이트웨이 프로젝트는 초기 일정보다 앞당겨져 유인 달 착륙 미션을 지원하기 위해 노력되었습니다. 하지만 예산과 기술적인 어려움으로 인해 건설 일정과 프로젝트에 대한 계획이 연기되고 조정되는 상황이 발생했습니다. 2021년 기준으로 프로젝트는 일정적인 어려움에 직면하고 있으며 로스코스모스의 탈퇴로 인해 러시아의 참여는 없는 형태로 진행되고 있습니다.

 

아르테미스 계획은 2025년으로 연기되며 이에 따라 루나 게이트웨이 프로젝트의 일정도 조정되고 있습니다. 이로 인해 유인 달 착륙과 루나 게이트웨이의 건설이 더욱 복잡한 상황에서 진행되고 있습니다.

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한국의 참여?

 아르테미스 협정(Artemis accords)

한국 정부는 미국의 LOP-G(루나 게이트웨이) 사업에 참가하기 위해 NASA에 서한을 전달하였습니다. 이를 통해 한국은 초소형 큐브위성을 발사하여 달 극지의 물 분포와 광물 자원 탐사를 진행할 계획입니다. 만약 참가한다면 선도적 우주개발국 중 하나로서 소행성 원격탐사, 자원 채취 등의 권한과 우주비행사 배출 기회도 얻게 됩니다. 그러나 초기 논의와 예산 등의 어려움으로 2019년에는 참여가 무산될 수도 있었지만, 이후 아르테미스 협정을 통해 한국의 참여 가능성이 제기되고 있습니다.

 

한국은 우주개발 분야에서 일정 수준의 기술과 성과를 가지고 있으며, 천리안 2B호와 누리호 등의 성공적인 발사와 인공위성 설계 기술을 보유하고 있습니다. 또한 독자적인 달 탐사 프로그램도 진행하고 있습니다. 하지만 루나 게이트웨이 건설에 참가하는 다른 나라들과 비교하면 유인 탐사 경험이 부족하며, 우주개발 예산 투자도 다른 국가에 비해 낮은 수준입니다.

 

2021년에는 미국과 러시아의 사안으로 인해 한국이 아르테미스 계획에 공식적으로 참여하게 되었습니다. 따라서 루나 게이트웨이 프로젝트에도 한국의 참여 가능성이 높아진 상태입니다.

 

8월 2일, 어제 한국 최초로 달 탐사를 소재로 한 영화 <더 문>이 개봉했습니다. 이러한 영화 매체를 통해 국민들에게 달 탐사에 대한 관심을 높이는 효과가 있고 그것이 무의미하다고 생각하지 않습니다. 그러한 관심들이 모여 달 탐사 연구를 진행하는 연구원분들에게 힘이 실릴 수 있기 때문이죠. 관심이 있으시다면 저의 포스팅도 한번 읽어주세요!

영화 '더 문' 8월 2일 개봉

아르테미스 계획, 21세기 유인 달 탐사[EP.01]