첫 민간 우주선 발사, '우주 여행 시대'가 온다!

2020-08-26
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지난 5월 말, 민간 유인 우주선 ‘크루 드래곤’이 국제우주정거장(ISS)에 성공적으로 도착했다. 약 62일 간의 임무를 마친 우주 비행사들은 8월 초 지구로 무사히 귀환했다. 국가 기관이 아닌 민간 기업으로는 처음으로 유인 우주선 발사에 성공한 것이다.




우리도 언젠가 우주를 자유롭게 왕복할 수 있지 않을까?




#첫 민간 유인 우주선 발사 

미국의 우주 탐사 기업이 첫 민간 유인 우주선 크루 드래곤을 국제우주정거장(ISS)에 성공적으로 안착시키며 ‘우주 상업화 시대’를 맞이하고 있다. 크루 드래곤은 미국 케네디우주센터 39A 발사대에서 ‘팰컨9’ 로켓에 실려 발사됐다. 39A 발사대는 1969년 7월 미국의 달 탐사선 '아폴로 11호'가 발사된 역사적인 발사대다. 


크루 드래곤은 우주 비행사 7명을 태울 수 있는 지름 4 m, 높이 8.1 m 크기의 캡슐형 우주선으로 2012년부터 국제우주정거장(ISS)에 실험 장비와 보급품을 운송하기 위해 활용해 온 화물용 우주선 '드래건'을 사람이 탈 수 있도록 개량한 것이다. 크루 드래곤에는 미국항공우주국(NASA) 소속 우주인 '더글러스 헐리'와 '로버트 벤컨'이 탑승했다.




#영화 속 히어로를 닮은 우주복 디자인

크루 드래곤에 탑승한 우주 비행사들은 영화 '어벤져스'의 의상 디자이너가 디자인한 우주복을 입고 우주로 나가게 되었다. 미국항공우주국(NASA)이 디자인한 투박한 우주복과는 달리 무게가 40% 정도 줄어 들고 날렵하며 깔끔한 디자인의 우주복이다. 이 우주복은 '테플론' 소재로 만들어 졌으며, 쇄골에서 무릎까지 공기 역학을 고려한 디자인을 적용했다. 또, 무릎까지 오는 지퍼 달린 검정색 부츠를 신었다. 


우주 비행사의 체형에 맞게 제작되고 헬멧은 3D 프린터로 제작하여 우주복과 헬멧을 일체형으로 만들었다. 또한, 우주복을 입은 채로 우주선의 터치 스크린을 작동할 수 있다. 우주선 밖에서 입는 우주복이 아니기 때문에 산소 공급이나 냉각 시스템, 통신 기능을 갖출 필요가 없어 말끔하면서도 영화에 등장하는 히어로와 같은 모습이다.


새로운 우주복을 입은 우주 비행사의 모습 (출처: 스페이스X) 



#국제우주정거장에서 62일 동안 그들이 수행한 임무는?  

크루 드래곤은 지구를 떠난 지 19시간 만에 국제우주정거장(ISS)에 도착했다. 국제우주정거장(ISS)은 지구 위 400 km 상공에서 지구 주위 궤도를 돌고 있는 우주 연구소다. 우주 정거장은 먼 우주 공간으로 가기 전에 지구에서부터 우주 정거장까지 사람이나 기자재를 우주 왕복선으로 옮긴 뒤 이곳에서 다시 정비하여 본격적으로 우주로 떠날 수 있게 준비하기 위해 만들어진 기지다. 


우주 비행사 헐리와 벤켄은 국제우주정거장(ISS)에서 62일 동안 머물며 네 차례 우주 유영과 과학 실험, 정비 작업, 국제 우주 정거장에 전원을 공급하는 리튬이온 배터리 교체 작업 등의 임무를 수행하였다. 우주 유영이란 우주 왕복선의 동체의 고장이나 위성의 수리, 그리고 국제우주정거장의 조립 등을 위해서 사람이 직접 우주 공간으로 나가서 작업하는 것을 말한다.


국제우주정거장(ISS)은 지구 주위 궤도를 빠른 속도로 돌고 있어 궤도의 바깥 쪽으로 튀어 나가려는 '원심력'이 발생하게 되는데, 이 중력과 원심력이 같아져서 우주 정거장 안의 상태는 아무런 힘이 작용하지 않는 무중력 상태가  된다. 무중력 상태에서는 중력이 “0”이 되는 것이 아니라 물체에 가해지는 무게가 “0”이 되기 때문에 무중량 상태라고도 한다. 무중량 상태를 이용하여 새로운 재료의 합성이나 신의약품 제조, 식물이나 동물이 무중량 상태에 어떻게 적응하는지에 대한 관찰과 실험을 한다. 스포츠 선수를 위한 인체 공학 기술, 자동차 관련 탄소 섬유 복합 소재, 와인 숙성과 맥주 양조 관련 실험도 진행한다.


크루 드래곤이 국제우주정거장에 도킹하는 모습 (출처: 미국항공우주국(NASA)) 



#'스플래시 다운’ 방식으로 바다 위로 귀환

지난 8월 초, 우주 비행사들은 국제우주정거장(ISS)에서 임무를 수행한 후 남아프리카공화국 요하네스버스 상공 340 km 지점에서 도킹을 해제해 귀환길에 올랐다. 이들은 해상을 통한 ‘스플래시 다운’ 을 귀환 방식으로 선택한 것으로 알려졌는데, 스플래시 다운은 낙하산으로 속도를 감속하여 바다, 강 등의 물이 많이 고인 곳 또는 흐르는 곳에 착륙하는 방식이다. 지상으로 귀환하는 것보다 기술적으로 간단하고, 탐사선이 지구로 귀환할 때 물이 충격을 흡수하게 된다.


크루 드래곤은 미국 플로리다주 멕시코만 바다 위에 안착했는데 미국항공우주국(NASA)은 의사와 간호사 등 40여 명이 탑승한 거대 구조선을 띄워 크루 드래곤을 회수했다. 우주 비행사들은 건강검진 후 텍사스주 휴스턴에 있는 미국항공우주국(NASA)의 존슨 우주센터로 이동했다.


크루 드래곤이 바다에 안착하는 모습 (출처: 미국항공우주국(NASA))



#우주 여행 상품 출시 계획은?

유인 우주선 발사에 성공했다고 해도, 당장 일반인이 우주 왕복을 하기는 어려울 것이다. 하지만 우주 탐사 기업들이 우주 여행 상품을 개발하고 있으며, 이번 민간 유인 우주선의 성공으로 우주 여행 시대에 대한 기대가 눈 앞으로 다가오게 되었다.


크루 드래곤을 발사한 우주 탐사 기업은 내년 2분기에 관광객 3명을 비행사 1명과 함께 국제우주정거장(ISS)으로 보내겠다며 올해 초 티켓 판매에 나섰다. 우주 여행 티켓 가격은 5500만달러(약 656억원)다. 벌써 한 장이 예약됐다. 우주 정거장 숙박료는 1인당 하루 3만 5000달러(약 4150만원)로 우주 정거장의 공기와 물, 화장실을 사용하는 데 드는 비용이다. 인터넷을 사용하려면 1기가당 50달러(약 6만원)를 더 내야 한다. 


우주 관광객은 전문 우주 비행사처럼 여러 가지 시험을 통과하고 훈련을 받은 후에 10일(왕복 2일, 국제우주정거장(ISS) 체류 8일) 동안의 아주 특별한 여행을 떠나게 된다. ‘지구 밖 호텔’인 우주 정거장을 방문할 기회는 1년에 두 차례, 최대 12명에게만 주어진다. 이때도 역시 크루 드래곤과 팰컨9 로켓을 이용할 계획이다. 이번 크루 드래곤 유인 우주선 탐사 임무 성공으로 인해 사업의 신뢰도를 확보했고 안전성에 대한 우려도 상당 부분 해소했다.


또 다른 영국의 우주 탐사 기업은 대기권 밖까지 다녀오는 1인당 25만달러(약 2억9857만원)짜리 상품을 출시했다. 월스트리트저널(WSJ)에 따르면 현재까지 약 600명이 대기권 밖 여행을 예약했다.




#우리나라 우주 산업 계획

우리나라의 경우 인공 위성 기술은 세계 10위권 이내로 우수한 평가를 받고 있지만, 로켓 발사체 면에서는 아직 '걸음마 단계'다. 현재 국내 우주 발사체 관련 업체는 대부분 규모가 작고, 민간 기업의 경우 우주 탐사 및 사업 진출을 시도하기도 어려운 상황이다. 정부 주도 프로젝트의 경우도 수입산 부품 의존도가 높아 시장성이 낮다.


우리나라 정부도 지난 해 1월 ‘대한민국 우주 산업 전략’을 통해 민간 주도 개발 분야의 확대를 선언하고, 2021년 발사 예정인 한국형 발사체 '누리호' 개발 및 2022년 달 궤도 탐사선 발사에 이르기까지 민간 기업의 참여 확대를 위해 노력 중이다. 또한, 내년부터 10년 간 2,115억원의 사업비를 투입하는 ‘스페이스 파이오니어 사업’을 추진하여 2030년까지 첨단 우주 부품의 97% 이상을 우리나라 부품으로 할 것을 목표로 하고 있다.






“인류는 화성을 비롯한 태양계의 여러 행성을 오가는 다행성 거주종이 될 것입니다.” 

2002년 우주 탐사 기업을 설립한 '앨런 머스크'의 무모한 꿈이 다가온 미래이자 예정된 현실이 되고 있다. 



| 글쓴이 와이즈만 영재교육연구소 과학팀 장서은 연구원


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