달 향한 아르테미스 2호…K-라드큐브로 심우주 데이터 확보

美 NASA, 아르테미스 2호 발사 성공…반세기 만 유인 우주 탐사

천문연·나라스페이스 개발한 K-라드큐브 탑재…12시 58분 사출 성공

유인 우주선 '오리온', 달 뒷면까지…지구서 최장 거리 비행

2일(한국시간) 미국 플로리나 케네디 우주센터에서 유인 우주선 오리온을 탑재한 아르테미스2호가 발사됐다. [사진=AFP, 연합뉴스]

반세기 만에 유인 달 탐사 프로젝트가 2일 오전 7시 35분(한국시간) 미국 플로리나 케네디 우주센터에서 시작됐다. 아르테미스2호에 탑재된 유인우주선 오리온에는 크리스티나 코흐, 리드 와이즈먼, 빅터 글로버(이상 미 항공우주국·NASA), 제러미 한센(캐나다우주국) 등 우주비행사 4명이 탑승했다. 이들은 인류 유인 우주비행 사상 가장 먼 비행 경로에 나선다. 
 

◇국내 기술로 심우주 도전…방사선 데이터 확보 '첫걸음'

이날 아르테미스2호에는 한국천문연구원(천문연), 나라스페이스테크놀로지, KT SAT, 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 기업들이 참여해 개발한 'K-라드큐브(K-RadCube)'가 탑재됐다. 

우주항공청(우주청)과 천문연에 따르면 K-라드큐브는 이날 낮 12시 58분 고도 약 4만㎞에서 발사체 상단 오리온 스테이지 어댑터(OSA)에서 성공적으로 사출됐다. 

임무운영센터는 현재 위성과 교신을 시도하고 있다. 전력 생성과 송신기 작동 여부를 확인하기 위해 칠레 푼타아레나스, 미국 하와이, 스페인 마스팔로마스, 싱가포르 등 전 세계 지상국 네트워크를 활용할 계획이다.

우주청 관계자는 "초기 자세 안정화 단계에서는 통신이 일시적으로 불안정할 수 있다"며 "향후 이틀간 집중 관제를 이어갈 예정"이라고 설명했다.
 

K-RadCube 운영 개념 [사진=천문연]

K-라드큐브는 사출 이후 자체 추력을 이용해 궤도를 조정하고 지구를 둘러싼 밴앨런 복사대를 통과하며 우주방사선 환경을 측정하는 임무를 수행한다.

위성은 사출 직후 태양전지판을 자동으로 전개하고 약 2시간 뒤 제어에 들어갔다. 이후 원지점에서 추력기를 작동해 근지점 고도를 기존 약 150㎞에서 200㎞ 수준으로 끌어올리는 궤도 변경을 시도했다. 정상 궤도에 진입한 K-라드큐브는 약 28시간 동안 우주방사선 관측을 우선 수행한다.

안형준 과학기술정책연구원(STEPI) 우주공공팀(SPREC) 팀장은 "K-라드큐브는 소형 위성이지만 한국의 심우주 방사선 데이터 확보와 유인 탐사 핵심 기술 축적을 위한 출발점이라는 점에서 의미가 있다"고 짚었다. 

천문연은 해당 데이터를 바탕으로 심우주 방사선 지도를 구축할 계획이다.

문홍규 천문연 우주과학탐사본부 책임연구원은 "이번 데이터는 아르테미스3 이후 달 착륙 임무는 물론 화성 탐사에서 우주 비행사 생존을 위한 차폐 설계 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.
 

◇반세기 만의 유인 달 비행…'8자 궤도'로 안전성 검증

아르테미스2호 발사 일지 [사진=NASA 프레스킷]

지구를 떠난 아르테미스2호는 약 10일간 임무를 수행한다. 첫날에는 지구 궤도를 돌며 우주선 시스템을 점검한다. 

이튿날부터 달 근접 비행을 위한 궤도 수정에 나선다. 이어 오리온 메인 엔진의 마지막 주요 분사를 통해 달 궤도에 들어간다. 오리온에 탑승한 우주인들은 의료 시연, 심우주 통신망을 통한 통신 테스트, 달 뒤편 관찰, 비상 대응 훈련 등을 진행한다.

비행 6일 차에는 달 뒷면 구간을 통과한다. 이번 임무의 핵심 구간으로 오리온은 지구에서 가장 먼 지점을 지난다. 달 뒷면 상공 6500~9600㎞ 구간에서는 통신이 일시적으로 두절된다. 이들은 이곳에서 인류 처음으로 달 뒷면을 관찰한다. 

우주선은 자유귀환 궤도를 따라 지구로 돌아와 10일 차에 샌디에이고 인근 태평양에 착수하며 임무를 마친다. 

이번 임무는 1972년 아폴로 17호 이후 처음으로 인간이 지구 궤도를 벗어나 달을 향하는 유인 비행이라는 점에서 의미가 크다. '자유귀환 궤도'로 설계된 점도 특징이다. 자유귀환 궤도는 지구와 달 중력을 이용해 별도 대규모 추진 없이 우주선이 다시 지구로 돌아올 수 있게 한 경로다. 궤적이 '8자 형태'를 띠며 달을 스치듯 선회한 뒤 자연스럽게 귀환한다. 

안 팀장은 "이번 임무는 탐사가 아니라 사람을 태운 상태에서 시스템이 제대로 작동하는지 검증하는 데 목적이 있다"며 "복잡한 궤도 진입과 재점화 기동보다 생존성과 안정성을 최우선으로 설계한 것이 특징"이라고 평가했다.