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사람을 달에 다시 보내고, 달에 인간거주 가능한 기지를 건설하고, 달궤도에 우정정거장을 짓는 아르테미스 계획일겁니다.

당장에 혹은 근미래라도 달에서 이러한 대형 건설에 필요한 물자를 충당하는 것은 아직 불가능합니다.

작은 부품에서 거대한 장비까지 전부 지구에서 개발하고 우주환경에서 문제없이 사용가능한지 초대형 진공챔버에서 일일이 검수받아 합격 판정을 받아야 로켓에 실려 달까지 수송됩니다

참고로, 아르테미스 미션이 모두 완료된다면 지구에 대한 의존도가 줄어들겁니다

달 중력은 지구의 6분의 1 밖에 되지 않기 때문에, 탐사선이나 우주망원경을 궤도로 올릴때 구태여 비싸고 위험한 고출력의 대형 로켓을 사용할 필요 없이 소형 로켓 하나만으로 충분해집니다.

또한 지구 궤도를 도는 ISS의 수명이 곧 끝나기 때문에 루나 게이트웨이 미션을 통해 달 궤도를 도는 새로운 우주 정거장을 건설할 예정인데, 아르테미스 미션이 계획대로 진행된다면 달에서 조립 생산한 주요 부품들을 루나 게이트웨이 건설에 사용할 예정입니다.

나사에게 달이 중요한 이유는 또 있습니다.

소련 이후 가장 강력한 라이벌이라고 하는 중국이 이미 독자적인 우주 정거장 건설에 나서고 있기 때문에, 양국은 우주개발이라는 영역에서 정면승부를 해야하기 때문입니다.

달에 사람을 보내고, 달에 사람이 살고 연구하고 탐사선이나 로켓 부품을 조립하고 정비할 수 있는 기지 건설, 달 궤도를 도는 우주 정거장 건설 등등...

어마어마한 물자를 달의 작업 현장까지 보내려면, 필수불가결하게 아주 무거운 짐도 넉넉히 넣을 수 있고, 강력한 엔진 출력으로 무겁고 큰 짐을 지구 밖 달 까지 갈 수 있는 새로운 로켓이 필요합니다.

이 새로운 로켓을 SLS (Space Launch System) 라고 부릅니다

SLS에 나사의 미래가 걸려있다고 해도 과언이 아닙니다

한동안 나사는 로켓을 개발하지 않았습니다.

자기들의 고급인력을 갈아서 비싼 로켓을 만드는 건 오히려 손해였죠

프랑스나 EU의 로켓, 러시아의 소유즈 발전형 로켓, 스페이스 엑스 사의 로켓 등등...

나사의 로켓 보다 상대적으로 저렴하게 이용할 수 있는 발사체들이 널려있었으니까요.

나사가 아르테미스 미션과 루나 게이트웨이 미션을 준비하고 진행하면서 가장 큰 걸림돌은 기존의 로켓들로는 수백번 수천번 혹은 수만번은 발사해야 하는데 그것은 너무나 많은 시간과 돈이 들어갑니다.

대형 로켓으로 한방에 많은 것들을 넣거나, 달 현지에서 조립하기 힘든 대형 구조물이나 장비들을 지구에서 제작해서 분해하지 않고 한번에 넣을 수 있는 넉넉한 크기 등등...

나사의 아르테미스와 루나 게이트웨이 미션에 맞는 기존의 로켓은 2010년 당시만 해도 계획은 커녕 입안조차 안되었던 시절이었습니다. 

결국 나사는 우주왕복선 이후 거의 처음으로 새로운 로켓 개발을 하는데, 이게 SLS입니다.

SLS는 달 뿐만 아니라 최고 상위 버전의 경우 화성은 물론 목성의 달로 액체상태의 물이 있어서 생명체가 있을수도 있다고 믿는 유로파 탐사를 위한 유로파 클리퍼, 본격적으로 천왕성과 그 위성들을 탐사할 우라노스 오비터 & 프로브 등의 태양계 외곽 행성들 탐사에도 활용될 것이라고 기대하고 있습니다.

로켓의 가장 중요한 부분은 당연히 엔진입니다.

나사는 SLS 블록1에는 새로운 엔진을 개발하기 보다는 이미 신뢰성이 검증된 기존엔진을 사용하기로 결정했습니다.

그게 SSME (Space Shuttle Main Engine: 우주왕복선의 메인엔진)인 RS-25 입니다.

위의 사진이 RS-25엔진입니다.

수십년전 우주왕복선에 사용했던것을 그대로 떼와서 수리한 게 아니라, 현대 연소 과학 개념을 반영하고 신기술로 개량된 버전으로 새로 설계하여 제작된 엔진입니다..

새로운 RS-25 엔진의 추력은 1개가 무려 200톤입니다.

과거 스페이스 셔틀에서 사용했던 RS-25엔진은 여러번 사용할 수 있었지만, 새로운 RS-25는 한번 쓰고 버리는 용도입니다.

대신 한번 사용할 때 최대한 추력을 얻기 위해 설계되었고, 어차피 버릴거라서 원형을 간략화하여 가격을 조금 낮췄다고 합니다. 

얼마전 발사된 한국형발사체 누리호의 엔진이 75톤이었다는 것을 감안하면 짐작이 될겁니다.

누리호는 75톤 짜리 4개를 클러스터로 묶어서 300톤의 추력을 냈습니다.

SLS 블럭1은 200톤 짜리 RS-25 4개를 클러스터로 묶고, 양옆에는 과거 우주왕복선의 보조 로켓을 좀 더 길게 만든 것을 붙인 형태입니다.

위의 사진은 SLS 블록1의 발사장면을 상상해서 합성한 사진입니다.

보시다시피 우주왕복선 처럼, SLS도 로켓 양옆에 보조로켓이 달려있는걸 알 수 있을 겁니다.

이 보조로켓의 추력이 1,600톤입니다.

즉, 총 추력이 (200톤X4)+(1,600톤X2) = 4,000톤 (약 882만 파운드) 입니다.

누리호가 엔진 4개를 묶은 총 추력이 300톤이었는데 ㄷㄷㄷㄷㄷㄷㄷ

물론 스페이스 엑스 사의 팰컨9이나 헤비 팰컨, 초대형인 스타십 등의 로켓뿐만 아니라 유럽 민간업체의 로켓들도 병행해서 수송 작전에 사용할 예정입니다.

이미 관련된 계약은 다 되어 있다고 합니다.

아래는 SLS 로켓의 블록별 비교 그래프입니다

블록1B와 블록2에는 유인 우주선을 장착한 크루형과 크고 무거운 물건을 실을 수 있게 카고형이 개발될 예정입니다.

계획대로된다면, 블록1은 26톤, 블록1B 크루는 34~37톤, 블록1B 카고는 37~40톤, 블록2는 최대 45톤의 화물을 한번에 달까지 보낼 수 있습니다.

특히 블록2는 지구 저궤도 까지라면 무려 130톤의 화물을 수송할 수 있습니다.

원래는 2019년에 첫 시험발사를 할 예정이었지만, 예산문제 기술문제 여러가지 사람사는 문제 등등이 엮여서 사실상 무기한 연기되었습니다.

엄청나게 돈이 들어가는 개발 사업인데, 연구 기간까지 길어져서 또 돈이 더 들어가고를 계속 반복하면서 개발비는 눈덩이 처럼 커져만 갔죠.

2016년에는 SLS 개발비와 오리온 (유인 우주선) 개발비의 예산을 맞춰주다 보니까, 나사가 허리띠를 졸라메야 하는 상황까지 발생했습니다.

긴축재정을 해야했던 오바마 행정부는 돈이 많이 들어가는 유인 달 탐사 미션을 비롯한 여러가지 나사 미션들을 취소시키기에 이릅니다.

2017년 트럼프는 오바마가 해놓은것을 다 싫어하는데다 강한 미국을 부르짖었으니, 취소된 유인 달 탐사 미션을 화성 탐사 미션과 연계시켜서 강제로 부활시켰습니다. 

2019년 트럼프 행정부는 오바마 행정부가 취소시켰던 컨스텔레이션 미션을 아르테미스 미션이라는 이름으로 재개했고, 이 미션에 반드시 필요한 SLS는 살아남게 되었습니다.

2019년에는 SLS의 조립 작업도 원활히 수행되어 외형적으로는 거의 완성 단계의 사진이 공개되기도 했습니다.

그리고...

2021년 10월 21일

위의 사진을 보시면 알겠지만...

이미 SLS 로켓은 외형적으로 완성된 상태이며, 상단에는 우주인들이 탈 수 있는 오리온 크루 까지 장착한 모습입니다.

나사는 이제 몇 가지 지상 테스트를 통과하면, 2022년 2월에 시험발사 단계까지 갈 수 있을 것으로 발표했습니다.

아르테미스 1 미션에서는 오리온 크루에 우주인이 탑승하지 않은 채 달 궤도까지 발사되며, 비행하는 동안 우주선 시스템의 안전성을 비롯한 유인 우주선 달 착륙 미션에 대한 예행 연습을 검증하고, 각종 데이터 수집에 활용할 예정입니다.

나사가 하려는 우주 탐사 미션들은 대단위의 화물을 달 까지 수송하고, 다양한 기능을 가진 대형 탐사선을 목성의 유로파까지 보내고, 더 나아가 태양계 외곽인 천왕성 까지 무겁고 큰 탐사선을 빠르게 보내야 한다는 걸림돌이 있습니다.

여러모로 나사 입장에서는 SLS 성공에 나사의 미래를 의존할 수 밖에 없는 상황입니다.

더구나 인공위성 등의 상업발사에 집중된 우주개발 업계에서도, SLS 같은 초대형 로켓은 전무하기 때문에 대체제 조차도 없는 실정입니다.