인류가 달에 발을 내디딘 지 50여 년 만에 다시 달을 향한 여정을 시작했다. 미국 항공우주국(NASA·나사)의 아르테미스Ⅰ 미션을 수행할 ‘우주발사시스템(SLS)’ 로켓이 16일 오후 3시 47분(이하 한국 시각) 달을 향해 성공적으로 발사됐다.

이날 나사와 주요 외신들에 따르면 미 플로리다주 케네디우주센터 39B 발사장에서 SLS가 발사됐다. 이로써 아르테미스1 프로젝트는 ‘4전 5기’ 끝에 첫 관문을 통과했다. 나사는 올 8월 29일과 9월 3일 발사를 시도했지만 각각 로켓엔진의 온도 센서 결함과 수소연료 누출 등으로 중단했으며 이후에도 허리케인으로 일정이 두 번 조정됐다. 이날도 약 75만 갤런(284만 ℓ)의 초저온 액화수소와 산소를 연료탱크에 채우는 과정에서 수소 누출이 확인돼 한때 중단 위기를 맞았으나 결국 발사에 성공했다.

SLS는 발사 2분 만에 양 옆의 고체 로켓 부스터를 시작으로 우주선을 감싼 페어링과 비상 탈출 시스템, 1단 로켓 본체인 ‘코어 스테이지’ 등을 차례대로 분리하며 지구 저궤도로 상승했다. SLS는 높이 약 98m, 무게 약 2600톤에 달하는 현존하는 인류 최고의 추진체다. 발사 약 90분 뒤에는 상단로켓(ICPS)이 지구 중력 밖 ‘달전이궤도’에 진입해 오리온 캡슐을 달로 가는 궤도에 올려놓았다. 오리온 캡슐은 사람 4명을 태울 수 있도록 설계됐지만 이번 발사에서는 사람 대신 뼈와 장기·연조직 등 인체 조직과 같은 물질로 만들어진 3개의 마네킹만 태웠다. 오리온은 앞으로 달 너머 6만 4000㎞까지 더 나아가는 ‘원거리역행궤도’를 비행한 뒤 다음 달 11일 샌디에이고 연안의 태평양에 입수하는 것으로 임무를 마치게 된다. 총 25일 11시간 36분, 130만 마일(약 200만 ㎞)의 비행이다. 오리온이 무사히 귀환한다면 지구에서 약 45만 ㎞ 떨어진 곳까지 나아간 것이 돼 인류가 개발한 유인 설계 우주선 중 지구에서 가장 멀리 비행하는 기록을 수립하게 된다.

이번 발사는 3단계에 걸친 나사 아르테미스 프로그램의 시작이다. 아르테미스Ⅰ의 목표는 우주비행사가 달에 안전하게 다녀올 수 있는지를 확인하는 것이다. 우주비행사 대신 탑승한 마네킹과 각종 센서 등을 통해 수집된 자료는 2024년 우주비행사를 태우고 진행될 아르테미스Ⅱ 비행에 활용된다. 이후 아르테미스Ⅲ는 이르면 2025년 여성과 유색인종 우주비행사를 달 남극에 착륙시키는 것을 목표로 삼고 있다. 아르테미스Ⅲ가 성공하면 매년 한 차례 달에 우주비행사를 보내 달 상주와 달 주변 우주정거장 ‘게이트웨이’ 건설을 추진한다. 궁극적으로는 달 자원을 개발하고 화성 유인 탐사의 전진 기지로 활용한다는 큰 그림을 그리고 있다. ‘아르테미스’는 그리스 신화에서 태양신 아폴로의 쌍둥이 남매다. 이번 프로젝트명을 아르테미스로 지음으로써 반세기 전 달 탐사 프로그램 ‘아폴로’의 뒤를 잇는다는 점을 나타냈다.

사실 미국은 50여 년 전인 1969년부터 1972년까지 여섯 차례에 걸쳐 유인 달 탐사를 실시한 바 있다. 하지만 이때는 미국과 소련이 누가 먼저 달에 착륙하는지를 경쟁하는 ‘속도전’의 시대였다. 이번에는 달 남극을 중심으로 기지를 건설하고 화성과 그 너머로 가기 위한 우주개발에 초점을 맞췄다. 우주개발이라는 원대한 프로젝트인 만큼 당연히 막대한 돈이 들 수밖에 없어 역대 미국 정권은 단기적인 성과를 낼 수 없는 이 사업에 크게 지원을 하지 않았다. 달 탐사를 재개하는 데 50여 년의 세월이 걸린 이유다.

실제 이번 SLS-오리온의 설계·제작·시험 등에 총 370억 달러(약 49조 원)가 들었으며 아르테미스 전체 프로젝트에는 2025년까지 총 930억 달러(약 123조 원)가 소요될 것으로 나사는 추정하고 있다. 로이터통신은 “나사의 우주 비행 프로그램 방향이 크게 바뀌게 된 것”이라고 평가했다. 아폴로 프로젝트 이후 미국의 우주 비행 프로그램은 우주왕복선, 우주정거장 등 저궤도 탐사에 치중했는데 이제는 본격적으로 우주를 개척하는 쪽으로 방향을 틀었다는 의미다. 나사는 장기적으로 아르테미스 프로그램을 화성 탐사의 전초기지로 삼겠다는 계획이다. 달 착륙에 성공한 뒤 인류가 달에 장기 체류할 수 있는 기반을 세우고 이후 우주인을 화성에까지 보내겠다는 것이다.

한국도 아르테미스 프로젝트에 참여하고 있다. 2020년 10월 미국 주도로 체결된 아르테미스 약정에는 우리나라를 비롯해 일본·영국·호주·캐나다·이탈리아·룩셈부르크·아랍에미리트(UAE) 등 총 20개국이 참여하고 있다. 9월 5일 미국에서 발사된 한국 첫 달 탐사 궤도선 ‘다누리(KPLO·Korea Pathfinder Lunar Orbiter)’에 나사가 개발한 ‘섀도캠’이 장착된 것도 이와 관련이 있다. 이 장비는 아르테미스Ⅲ가 내릴 달 남극과 북극의 영구 음영 지역을 초정밀 촬영해 얼음 등 다양한 물질의 존재 여부를 파악하는 역할을 할 예정이다.