2022년 오리온 우주선에서 바라본 달과 지구. 지구가 달의 지평선 너머로 사라지는 모습이다./NASA


미 항공우주국(NASA)은 지난 24일(현지 시각) 아르테미스 1호의 오리온 우주선이 달과 지구를 동시에 포착한 사진을 ‘오늘의 천체 사진’으로 발표했다. 2022년 11월 21일 찍은 사진이다. 태양이 저녁에 지평선 너머로 사라지듯, 80억명이 살고 있는 지구도 달 아래쪽 가장자리 너머로 막 넘어가고 있다. 지구넘이(earthset) 순간이다.
미국은 1972년 아폴로 17호 이래 중단됐던 유인(有人) 달 탐사를 반세기 만에 바다이야기2 아르테미스 프로그램으로 재개했다. 2022년 아르테미스 1호 임무는 센서를 장착한 마네킹을 태운 오리온 우주선이 달 궤도를 도는 무인(無人) 시험 비행으로 진행됐다. 오리온을 실은 우주발사체 스페이스론치시스템(SLS)은 그해 11월 16일 오전 1시 47분(미국 동부표준시) 플로리다주에 있는 케네디 우주센터에서 발사됐다.
◇54년 만에 릴게임야마토 유인 달 탐사 재개
당시 오리온은 임무 여섯째 날 이 사진을 찍었다. 이후 25일간 임무를 마치고 그해 12월 11일 지구로 귀환했다. 오리온은 임무 동안 자체 엔진을 가동해 달 표면에서 130㎞까지 접근하는 근접 비행을 했다. 이 비행 기동으로 얻은 속도는 오리온이 달 주위의 ‘원거리 역행 궤도(DRO·Distant Retrograde 바다이야기프로그램다운로드 Orbit)’에 진입하는 데 사용됐다.
원거리 역행 궤도는 달에서 9만2000㎞ 더 멀리 떨어져 있어 ‘원거리’라 하고, 공전 방향이 달과 반대여서 ‘역행’으로 분류된다. 달은 지구를 반시계 방향으로 공전하지만, 오리온은 그 반대 방향인 시계 방향으로 달 궤도를 돌았다. 원거리 역행 궤도는 지구와 달의 중력이 균형을 이루는 지점을 활용하기 바다이야기프로그램 때문에 연료 소모를 최소화하면서 장기간 안정적으로 머물 수 있다는 장점이 있다.
오리온은 달을 공전하며 단열재와 생명 유지 시스템 등을 시험했다. 2022년 11월 28일에는 지구에서 가장 먼(약 40만㎞) 지점에 도달했다. 이는 1970년 아폴로 13호가 세운 기록을 넘어선 것으로, 유인 우주 탐사를 위해 설계된 우주선 중 가장 멀리 릴짱 나간 기록이다.



아르테미스 2호 임무 우주비행사들이 지난 23일 NASA 존슨 우주 센터에서 오리온 시뮬레이터 앞에서 포즈를 취하고 있다. 왼쪽부터 NASA 소속의 리드 와이즈먼 사령관과 크리스티나 코흐 임무 전문가, 캐나다 우주국(CSA) 소속의 제레미 핸슨, NASA 소속의 빅터 글로버 조종사다. 이들은 이르면 2월 6일 오리온 우주선을 타고 달로 향할 예정이다./NASA


곧 우주인들이 오리온에서 달 너머로 지구가 사라지는 모습을 촬영한 사진을 보내올 것으로 기대된다. NASA는 지난 17일 아르테미스 2호 임무를 진행할 오리온과 SLS 발사체를 케네디 우주센터로 옮겼다. 아르테미스 2호는 우주비행사 4명을 태우고 달을 공전한 후 귀환하는 임무인데, 이르면 2월 6일 발사될 예정이다.
10일간 진행될 이 비행은 아폴로 17호 이후 54년 만에 이뤄지는 첫 유인 달 탐사 임무다. 달 궤도 비행에서 수집한 정보는 2027년 아르테미스 3호의 우주인 달 착륙 임무를 준비하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.
◇중국도 달 탐사, 유럽·일본·인도는 심우주
과학계는 올해 각국의 우주 탐사에 주목하고 있다. 지난해 12월 국제 학술지 ‘네이처’는 2026년이 우주 선진국들의 우주 탐사 경쟁이 치열해지는 해가 될 것이라고 전망했다. 가장 관심을 끄는 것은 미중(美中) 간 달 탐사 경쟁이다.
미국이 다음 달 오리온 우주선을 달 궤도에 보낸다면, 중국은 8월쯤 차기 달 무인 탐사선인 창어(嫦娥) 7호를 달 표면으로 보낸다. 창어 7호는 암석과 충돌구가 산재한 달 남극에 착륙하기 위해 충격 흡수 기능을 갖춘 점프형 우주선으로 개발됐다. 창어 7호는 달 남극의 풍부한 얼음을 탐사하고 달의 지진도 연구할 예정이다.



2026년 1월 18일, 플로리다주 NASA 케네디 우주 센터에 세워진 우주발사체 SLS. 여기에 아르테미스 2호 임무를 수행할 우주인이 탑승하는 오리온 우주선이 실렸다. 발사대 주변 울타리에 NASA 직원과 계약업체들의 서명이 담긴 현수막이 걸려 있다./NASA


유럽과 일본, 인도는 달 너머 심우주를 탐사한다. 일본은 화성의 두 위성인 포보스와 데이모스를 탐사하는 MMX(Martian Moons eXploration·화성 위성 탐사)를 발사한다. 이 우주선은 포보스 표면의 토양 시료를 채취하고 2031년 지구로 귀환할 예정이다.
유럽우주국(ESA)은 올해 말 행성 탐사선인 플라토(PLATO)를 발사한다. 플라토는 탑재 카메라 26대로 20만개 이상의 밝은 별을 관측하며 물이 존재할 수 있는 온도의 ‘지구형 행성’을 찾을 계획이다.
인도우주연구기구(ISRO)의 첫 태양 탐사선인 아디티야-L1은 태양 활동 극대기를 근접 관측한다. 최근 태양은 11년 만에 태양 활동 극대기로 접어들었다. 태양 활동 극대기에 고에너지 입자가 뿜어져 나오면 인공위성이나 통신, 전력망에도 영향을 줄 수 있어 지속적인 관측이 필요하다.
아디티야-L1은 2024년부터 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 곳에서 태양을 지속적으로 관측할 수 있는 제1 라그랑주점(L1) 궤도에 자리 잡았다. 라그랑주점은 태양과 지구의 중력이 상쇄돼 안정적인 위치를 유지할 수 있는 공간을 말한다. 과연 우주 선진국들의 탐사 경쟁이 어떻게 진행될지 귀추가 주목된다.



유럽우주국(ESA)의 플라토 임무 상상도. 2026년 말 발사된 플라토는 20만개 이상의 밝은 별을 관측하며 물이 존재할 수 있는 온도의 ‘지구형 행성’을 찾을 예정이다. /ESA


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