차세대 우주선 비상탈출, '로켓점화-낙하산-에어백'

20일은 아폴로 11호가 달에 착륙한지 40주년이 되는 날입니다. 달 탐사는 냉전시대인 1960~1970년대 미국과 구소련이 경쟁적으로 추진한 바 있습니다. 그러나 미국과 구소련은 각각 1972년 아폴로 17호, 1976년 루나 24호를 마지막으로 달 탐사를 중단했습니다. 최근 미국은 달에 유인 연구기지를 세우는 것을 골자로한 '컨스텔레이션(Constellation) 프로그램' 을 진행하고 있습니다.

사진 上) 오리온 우주선(左)과 알테어 달 착륙선이 우주에서 도킹하고 있다.
사진 中) 오리온 우주선을 싣고 발사되는 아레스 로켓1(左)과 달 착륙선을 실은 아레스 로켓V
사진 下) 오리온 우주선의 비상탈출 시스템

NASA가 추진하는 컨스텔레이션 프로그램은 오는 2020년 부터 시작될 일련의 달 탐사 계획으로 달에 사람을 보내 유인 전초기지를 설치하고 2030년에는 화성에 유인 우주선을 발사하려는 것입니다. 나사는 이를 위해 차세대 우주선인 '오리온(Orion)' 과 달착륙선 '알테어(Altair)', 추진체인 '아레스(Ares) 로켓' 을 개발하고 있습니다. 오리온 우주선은 오는 2010 우주왕복선을 대체하게 됩니다. 1981년 첫 발사된 우주왕복선은 노후화돼 비용이 많이 들 뿐 아니라 이미 두차례의 폭발사고로 안전성에 문제가 있다는 지적이 제기돼 왔습니다.

오리온 우주선은 아폴로와 마찬가지로 캡슐형이지만 컴퓨터시스템과 추진력, 단열 등에 21세기의 첨단기술이 적용됩니다. 또 발사도중 문제가 생길 때에는 캡슐이 분리돼 낙하산을 펼치고 내려오는 비상탈출 시스템이 장착됩니다. 오리온은 지름 5미터로 아폴로 우주선보다 2배가 크며 25톤의 화물을 실을 수 있으며 탑승인원도 최대 6명까지 태울 수 있습니다. 오리온 우주선은 아레스 로켓에 실려 발사되며 달 탐사 등 임무를 마치면 서비스 모듈은 버리고 캡슐을 이용해 낙하산에 메달려 지구로 귀환하게 됩니다.

오리온에는 비상탈출시스템도 있습니다. 로켓 발사직후 문제가 생기면 로켓 추진체와 승무원이 탑승하고 있는 모듈이 순식간에 분리됩니다. 모듈은 로켓엔진을 연소시키며 3.5초만에 시속 966km에 이르는 폭발적인 가속도로 본체로부터 분리돼 '튕켜' 나옵니다. 사고로켓과 안전한 거리를 확보한 뒤 낙하산을 펼치고 내려옵니다. 모듈 바닥에는 에어백이 있어 착륙시 승무원이 받는 충격을 흡수합니다. 나사는 비상탈출 엔진 연소실험을 지난 2008년말 성공리에 마친바 있습니다.

우주선 추진체인 아레스 로켓은 '아레스1'과 '아레스V' 두가지로 개발됩니다. 아레스ㅣ은 오리온 우주선을 지구궤도 위로 올려놓는 로켓입니다. 아레스V 는 달 착륙선인 알테어와 '지구궤도출발(Earth departure)' 1단계 로켓을 싣고 발사됩니다. 시차를 두고 발사된 오리온 우주선과 달착륙선은 지구궤도에서 도킹한 뒤 달을 향해 출발하게 됩니다. 이때 로켓 추진체는 발사가 끝나면 버려지게 됩니다.

오리온 우주선은 오는 2015년 우주정거장에서 첫번째 임무를 수행하고 2020년 탈 탐사에 나서 6~8개의 유인우주과학기지를 건설할 계획입니다. 달에 설치되는 유인우주기지 프로젝트에는 한국도 참여합니다. 또 나사는 2030년까지 화성에 유인 우주선을 보낼 계획도 세우고 있습니다. 컨스텔레이션 프로그램은 지난 2004년 부시정부 때 입안된 것입니다. 그러나 최근 미국의 경기악화로 인해 천문학적인 비용이 소요되는 이 차세대 달탐사 프로그램은 상당부분 축소되거나 연기될 가능성도 있습니다.

뉴스방송팀 [동영상·사진=NASA]

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