노컷뉴스

1972년 12월 19일, 아폴로 17호의 우주비행사 3명이 탄 캡슐이 태평양에 착수했습니다. 인류가 달에서 돌아온 마지막 순간이었습니다.

그로부터 약 53년 만에 인류가 다시 달을 향합니다.

미국항공우주국(NASA)은 4월 1일 오후 6시 24분(한국시간 4월 2일 오전 7시 24분), 플로리다주 케네디우주센터 발사대 39B에서 '아르테미스 II(Artemis II)' 미션을 발사할 예정입니다.

아르테미스 II 미션은 4명의 우주비행사가 오리온(Orion) 우주선을 타고, 달을 돌아 지구로 돌아오는 약 10일간의 비행입니다. 달에 착륙하지는 않지만, 1972년 아폴로 17호 미션 이후 인류가 지구 저궤도(지표면 약 200~2천km 상공)를 벗어나 달을 향하는 것은 이번이 처음입니다.

이 미션은 NASA 아르테미스 프로그램의 두 번째 미션이자, 차세대 대형 로켓 SLS(Space Launch System)의 두 번째 비행이며, 오리온 우주선에 사람이 탑승하는 첫 비행이기도 합니다.

아르테미스(Artemis)는 그리스 신화에 나오는 달의 여신입니다. 태양의 신 아폴로(Apollo)의 쌍둥이 자매이기도 하죠. NASA가 1960~70년대 달 탐사 프로그램에 '아폴로'라는 이름을 붙였던 것을 기억하실 겁니다. 50여 년이 지나 다시 달을 향하는 프로그램에 아폴로의 자매 이름을 붙인 것입니다.

아르테미스 프로그램은 단순히 "달에 다시 가자"는 것이 아닙니다. NASA의 공식 목표는 달에 장기적인 인류의 존재를 확립하고, 이를 바탕으로 언젠가 화성까지 사람을 보내는 것입니다. 달은 화성으로 가기 위한 중간 기착지이자 연습 무대인 셈입니다.

발사는 언제 하나요?

그러면 아르테미스 II 로켓은 언제 발사될까요?

발사가 가능한 시간인 '발사 창(launch window)'은 정확히 2시간이 주어졌습니다. 달을 향해 비행을 하기 위해서는 지구와 달의 위치 관계에 따라 발사할 수 있는 시간이 정해집니다.

만약 기상악화나 기술적 문제로 4월 1일에 발사하지 못하면 어떻게 될까요? 다행히도 4월 6일까지 추가 기회가 매일 있습니다.

하지만 중대한 결함 또는 그 이상의 문제가 발생해 발사를 하지 못한다면 4월 30일이 되어서야 발사할 수 있습니다.

이번 미션의 총 비행 거리는 약 100만km 이상입니다. 오리온 우주선은 달 너머 약 7600km 지점까지 날아가는데, 이는 1970년 아폴로 13호가 세운 유인 우주선 최장거리 기록(지구에서 약 40만 171km)을 넘어서는 것입니다.

아울러 우주선이 지구로 돌아올 때 대기권에 진입하는 속도는 시속 약 4만km에 달합니다. 가장 멀리, 가장 빠르게. 이 두 가지 모두 유인 우주선 역사상 최고 기록이 될 전망입니다.

아르테미스 II 미션에는 4명의 우주비행사가 탑승합니다. 이들은 지난 2023년 4월 3일, 당시 빌 넬슨 NASA 국장이 '국가 우주 현황(State of NASA)' 연설에서 승무원을 발표한 바 있습니다.

사령관(Commander) 리드 와이즈먼(Reid Wiseman)은 50세의 퇴역 미국 해군 대령입니다. 2009년 우주비행사로 선발됐고, 2014년 국제우주정거장(ISS)에서 165일간 체류하며 약 13시간의 우주유영(선외 활동)을 수행한 경험이 있습니다. NASA 수석 우주비행사를 역임하기도 했습니다.

조종사(Pilot) 빅터 글로버(Victor Glover)는 미국 해군 시험비행사 출신으로, F/A-18 호넷과 슈퍼 호넷 등을 조종했습니다. 또한 2020년 SpaceX 크루 드래건 우주선의 첫 정식 운용 미션(Crew-1)에 참여해 ISS에서 근무했습니다.

임무 전문가(Mission Specialist) 크리스티나 코크(Christina Koch)는 전기공학과 물리학을 전공한 엔지니어 출신입니다. ISS에서 328일간 체류하며 여성 단일 체류 최장 기록을 세웠고, 역사상 최초의 여성 단독 우주유영(all-female spacewalk)에도 참여했습니다.

또 다른 임무 전문가 제레미 핸슨(Jeremy Hansen)은 캐나다우주국(CSA) 소속의 전투기 조종사이자 물리학자입니다. 캐나다 온타리오주의 농장에서 자란 그는 2009년 우주비행사로 선발됐습니다. 이번 여정이 첫 우주비행인데, 그 첫 비행이 바로 달 궤도 비행이라는 점에서 누구보다 특별한 경험이 될 것입니다.

이 4명의 구성에는 어떤 역사적인 의미가 담겨 있을까요?

글로버는 지구 저궤도 너머를 비행하는 최초의 유색인종이 됩니다. 코크는 달 근처를 비행하는 최초의 여성이 되고 핸슨은 달 근처를 비행하는 최초의 비미국 시민이 됩니다.

왜 이것이 중요할까요?

1968년부터 1972년까지 아폴로 프로그램을 통해 달을 다녀온 우주비행사는 총 24명입니다. 이 24명은 전원이 백인 남성이었고, 대부분이 군 시험비행사 출신이었습니다. 그리고 아르테미스 II에 탑승하는 4명 중 아폴로 프로그램 시절에 태어난 사람은 아무도 없습니다. 54년이 지나, 달을 향하는 얼굴이 완전히 달라진 것입니다.

글로버는 2023년 승무원 발표 당시 이렇게 말했습니다. "우리는 인류 역사의 이 순간을 축하해야 합니다."

승무원들이 타게 될 오리온 우주선에는 특별한 이름이 붙었습니다. '인테그리티(Integrity)'. 우리말로 '진실성' 또는 '완전함'이라는 뜻입니다.

2025년 9월 24일, 사령관 와이즈먼이 NASA 존슨우주센터 기자회견에서 이 이름을 공개했습니다. 그런데 여기에서 우주선의 이름을 정하는 과정이 재미있습니다. 4명의 승무원과 2명의 백업 승무원(캐나다의 제니 기번스, NASA의 안드레 더글러스)은 격리 시설에 들어가서, 이름이 정해질 때까지 나오지 않았다고 합니다. 장기간 같은 공간에서 미션을 수행해야 하는 만큼 만장일치를 통해 갈등을 줄이는 것처럼 보이기도 합니다.

와이즈먼은 "NASA와 캐나다우주국의 핵심 가치를 살펴보고, 우리에게 가장 중요한 것이 무엇인지를 이야기했다"면서, 이 미션의 목표가 "전 인류에게 평화와 희망을 전하는 것"이라고 설명했습니다. 그리고 그는 "우리는 우주선 인테그리티를 타고 달을 돌아올 것입니다."라고 전했습니다.

NASA는 "이 이름은 신뢰, 존중, 솔직함, 겸손이라는 가치를 담고 있으며, 30만 개 이상의 부품과 전 세계 수천 명의 사람들이 하나로 합쳐지는 통합된(integrated) 노력에 대한 경의"라고 설명했습니다.

유인 우주비행 역사에서 우주선에 이름을 붙이는 것은 오랜 전통입니다. 아폴로 11호의 사령선은 '컬럼비아(Columbia)', 아폴로 13호는 '오디세이(Odyssey)'였죠.

아르테미스 II 미션 구조는 1968년의 아폴로 8호 미션과 자주 비교됩니다.

아폴로 8호 미션은 인류 최초의 유인 달 궤도 비행이었습니다. 달에 착륙하지는 않았지만, 사람을 태우고 달까지 갔다가 무사히 돌아왔습니다. 이 우주비행이 성공했기 때문에 그다음 해인 1969년 아폴로 11호가 달에 착륙할 수 있었습니다.

아르테미스 II도 같은 역할을 수행합니다. 달에 착륙하지는 않지만, 사람을 태운 SLS 발사체와 오리온 우주선이 실제 우주 환경에서 제대로 작동하는지를 검증합니다. 이 비행이 성공해야, 이후 아르테미스 미션에서 인류가 다시 달 표면에 발을 디딜 수 있게 됩니다.

그러면 이번 미션의 비행 경로를 조금 더 자세히 살펴보겠습니다. 이번 미션은 크게 네 단계로 나눌 수 있습니다.

첫 번째는 '발사와 지구 궤도 진입'입니다. SLS 로켓의 4기 메인 엔진이 먼저 점화되고, 약 7초 후 양쪽의 거대한 고체 로켓 부스터 2기가 불을 뿜으며 로켓이 발사대를 떠납니다. 발사 후 약 2분이 지나면 고체 로켓 부스터가 분리되는데, 이 시점에서 로켓은 이미 시속 약 5천km, 고도 약 48km에 도달해 있습니다. 약 8분 후에는 코어 스테이지(로켓의 중심 동체)가 연소를 마치고 분리됩니다.

이때 오리온 우주선은 국제우주정거장(ISS)보다 약 5배 높은, 약 2200km 상공의 타원궤도에 진입합니다. 사령관 와이즈먼은 발사 과정에서 왼쪽 좌석에 앉아 상황을 모니터링하지만, 비행 자체는 완전 자동으로 진행됩니다. 승무원이 개입하는 것은 비상 상황에서 미션 중단 명령을 내릴 때뿐입니다.

두 번째는 '지구 궤도에서의 점검'입니다. 우주비행사들은 약 하루 동안 이 높은 궤도를 돌면서 오리온 우주선의 각종 시스템을 점검합니다. 특히 중요한 것이 '근접 기동 시연(proximity operations demonstration)'인데요. 승무원이 직접 수동으로 우주선을 조종해, 분리된 로켓 상단 근처에서 접근하고 후퇴하는 기동을 수행합니다. 이는 미래 달 착륙 미션을 진행할 때, 다른 우주선과 도킹하는 성능을 미리 테스트하는 것입니다.

세 번째는 '달을 향한 비행과 달 근접 비행'입니다. 지구 궤도 점검이 끝나면, 로켓 상단이 '달 궤도 진입 연소(Trans-Lunar Injection, TLI)'를 수행합니다. 쉽게 말하면 엔진을 한 번 더 크게 점화해서 우주선을 달 방향으로 추진하는 것입니다.

이 연소가 성공하면, 오리온 우주선은 약 4일에 걸쳐 달까지 날아가는데요. 이 비행 경로를 '자유귀환 궤적(free-return trajectory)'이라고 합니다. 달의 중력을 이용해 우주선이 자연스럽게 지구로 되돌아오도록 설계된 경로입니다. 혹시 엔진에 문제가 생기더라도 달 중력을 이용해 자동으로 지구로 돌아올 수 있는 일종의 안전장치인 셈입니다.

달에 가까이 다가가면, 우주선은 달 뒷면을 약 6400~9700km 거리에서 스쳐 지나갑니다. 이때 달이 지구와 우주선 사이를 가리기 때문에 잠시 동안 지구와의 통신이 끊어집니다. 그리고 이 때, 승무원들은 1972년 이후 처음으로 사람의 눈으로 달 표면을 직접 바라보게 됩니다.

네 번째는 '지구 귀환과 착수'입니다. 달을 돌아 나온 우주선은 약 4일에 걸쳐 지구로 돌아옵니다. 귀환 도중 궤도 수정 연소 또한 여러 차례 수행합니다. 미션 마지막 날, 지상 약 122km(40만 피트) 상공에서 서비스 모듈이 분리되고, 승무원이 탄 캡슐만 시속 약 4만km로 대기권에 재진입합니다. 이때 방열판 표면 온도는 섭씨 약 2760도까지 올라갑니다. 이후 감속 과정이 이어집니다. 먼저 2개의 드로그 낙하산이 펼쳐져 시속 약 480km로 줄이고, 이어 3개의 주 낙하산이 펼쳐져 시속 약 27km까지 속도를 낮춥니다. 이후 최종적으로 캘리포니아주 샌디에이고 앞 태평양에 착수하게 됩니다. 그리고 미 해군이 착수 지점 근처에 대기하고 있다가 승무원과 우주선을 회수하면서 모든 미션이 완료됩니다.

그러면 사람이 탑승하는 아르테미스 미션은 정말 안전한 것일까요?

다행히도 이 불확신한 미션을 시작할때 NASA는 처음부터 사람을 태우진 않았고 한 차례의 예행연습을 진행했습니다.

그것은 바로 우리가 알고 있는 2022년 11월, 진행된 아르테미스 I 미션이 그것입니다. 이 미션에서 오리온 우주선에는 사람 대신 마네킹이 탑승했습니다. 사령관석에 앉은 '사령관 무니킨 캄포스(Commander Moonikin Campos)'는 실제 우주복을 입고 방사선 센서와 진동 센서를 장착한 채 42일간 달을 다녀왔습니다. 함께 탑승한 여성 인체 모형 '헬가'와 '조하르'는 방사선 보호 조끼의 효과를 비교하는 실험도 수행했습니다.

그리고 '마네킹 승무원'들이 수집한 데이터를 통해 아르테미스 II의 좌석 설계와 우주복, 방사선 방호 체계가 최적화 됐습니다.

이 예행연습은 우리에게 기존에는 예측하지 못했던 점들을 알려줬습니다. 바로 오리온의 방열판(heat shield) 문제입니다.

아르테미스 I 오리온 우주선이 지구로 귀환할 때, 방열판을 구성하는 'AVCOAT'라는 소재의 일부가 갈라지고 떨어져 나갔습니다. 엔지니어들의 분석 결과, 소재 내부에 갇혀 있던 가스가 재진입 시 극심한 열로 팽창하면서 문제가 발생했습니다.

여기에는 아르테미스 I의 독특한 귀환 방식도 영향을 미쳤습니다. 당시 오리온은 '스킵 재진입(skip reentry)'이라는 방식을 사용했는데요. 물수제비처럼 대기권에 살짝 들어갔다가 다시 튀어나오고, 재차 진입하는 방식입니다. 속도를 줄이고 착수 위치를 정밀하게 조절하기 위한 기법이지만, 방열판이 극심한 가열과 냉각을 여러 번 반복하게 되면서 문제가 발생했습니다.

이에 따라 아르테미스 II에서는 귀환 방식이 변경됐습니다. 스킵 재진입을 폐지하고, 더 가파른 각도로 한 번에 대기권을 통과하는 방식을 채택한 것입니다. 방열판이 극심한 열에 노출되는 시간 자체를 줄여 손상 위험을 낮추겠다는 것입니다.

NASA는 추가 분석을 통해, 더 심한 손상이 발생하는 시나리오에서도 오리온 캡슐의 구조가 온전하게 유지되어 승무원을 보호할 수 있다는 결론을 내렸고 2026년 1월, 자레드 아이작먼 NASA 국장은 기존 방열판을 그대로 사용하고 아르테미스 II를 진행하기로 최종 승인했습니다. 이후 아르테미스 III부터는 AVCOAT 소재를 개선한 새로운 방열판이 적용될 예정입니다.

험난한 발사대까지의 여정

 

아르테미스 II 미션은 로켓이 발사대에 서기까지의 과정도 순탄하지 않았습니다.

아르테미스 I이 돌아온 뒤 NASA는 방열판 문제와 오리온 생명유지 시스템에서 발견된 이슈를 조사하느라 오랜 시간을 보냈습니다. 원래 2024년 9월에 시작하려던 로켓 적층(stacking, 로켓 부품을 하나씩 쌓아 올리는 작업) 작업이 2개월 이상 늦어져 2024년 11월 20일에야 시작됐고, 2025년 10월 20일에 조립이 완료됐죠.

2026년 1월 18일, 높이 약 98m(322피트)의 SLS 로켓이 조립동(VAB)에서 발사대 39B까지 약 6.5km를 이동하는 첫 롤아웃이 진행됐습니다. 거대한 로켓을 안전하게 실어 나르는 '크롤러 트랜스포터 2호'의 최고 속도는 시속 약 1.6km에 불과해서, 이 짧은 거리를 옮기는 데만 10시간 정도 걸렸습니다.

참고로, 발사대 39B는 아폴로 10호가 발사된 곳이기도 하고, 우주왕복선이 수차례 발사된 역사적인 장소입니다.

본격적인 시련은 그 다음부터였습니다.

2월 2일, 실제 연료를 넣어보는 발사 시뮬레이션인 '습식 리허설(Wet Dress Rehearsal)'을 진행했습니다. 쉽게 말해 '발사 빼고 다 해보는' 총연습입니다. 그런데 이 과정에서 액체수소가 새는 문제가 발견됐습니다. 오리온 우주선 해치의 가압 밸브를 다시 조여야 하는 상황이었고, 마감 작업도 예상보다 오래 걸렸습니다. 발사는 3월로 밀렸습니다.

2월 19일 두 번째 습식 리허설은 성공적으로 마무리됐습니다. 그런데 이틀 뒤인 21일, 이번에는 로켓 상단(ICPS)으로 헬륨이 제대로 흐르지 않는 새로운 문제가 발견됐습니다. 헬륨은 로켓 연료 탱크의 압력을 조절하는 데 쓰이는 중요한 가스입니다. 이는 매우 중대한 결함으로 해결되지 않은 채 발사됐다면 미션은 바로 실패했을 것입니다.

NASA는 결국 로켓을 다시 조립동으로 되돌리는 '롤백(rollback)'을 결정했습니다. 2월 25일 오전 9시 38분에 시작된 롤백은 약 10시간 만에 완료됐고, 발사 일정은 다시 4월로 미뤄졌습니다.

조립동에서 기술자들은 헬륨 시스템의 밀봉장치(씰)를 교체하고, 비행종료시스템 배터리 교체 등 수리를 진행했습니다.

3월 12일, 발사 여부를 최종 판단하는 '비행준비검토(Flight Readiness Review)'가 열렸습니다. NASA의 모든 관련 팀이 참여하는 이 회의에서, 전원이 발사에 '고(Go)' 판정을 내렸습니다. NASA 탐사시스템개발 미션본부의 로리 글레이즈 부행정관은 "모든 팀이 아르테미스 II를 달로 발사하고 비행하는 데 동의했다"고 발표했습니다.

3월 20일 SLS 로켓은 약 10시간의 야간 이동을 거쳐 발사대 39B에 다시 안착했고, 3월 27일에는 4명의 승무원이 케네디우주센터에 도착해 발사 준비에 들어갔습니다. 승무원들은 도착 후 발사일 타임라인과 미션 활동을 검토하고, 건강 검진을 받으며, 가족과 시간을 보냈습니다.

3월 29일 NASA는 기술적 이슈가 전혀 없다고 밝히고 있습니다. 글레이즈 부행정관은 "비행준비검토 이후 모든 운영이 매우 순조롭게 진행되고 있다"고 말했습니다.

아르테미스 II의 역사적 비행에 이름을 올린 것은 4명의 우주비행사만이 아닙니다.

NASA는 수개월 전 'Send Your Name with Artemis II(아르테미스 II와 함께 이름을 보내세요)'라는 캠페인을 진행했습니다. NASA 이벤트 페이지에서 이름과 PIN 번호를 입력하면, 해당 이름이 작은 SD 카드에 저장됩니다. 그리고 이 SD 카드가 오리온 우주선 안에 탑재돼 달 궤도를 비행합니다. 등록자에게는 미션 패치와 발사 정보가 담긴 디지털 보딩패스(탑승권)가 발급됐습니다. 캠페인은 2026년 1월 21일 등록이 마감됐고, 200만 명 이상이 이름을 올렸습니다.

NASA의 이런 이벤트는 처음은 아닙니다. 2024년 10월 NASA가 발사한 목성 위성 유로파 탐사선 '유로파 클리퍼(Europa Clipper)'에도 캠페인에 참여한 사람들의 이름이 새겨진 '골든칩'이 실렸습니다. 이때에도 노컷뉴스의 이름은 등록됐고 현재 우주공간을 비행하며 목성 궤도를 향해 날아가고 있습니다.

이번에도 마찬가지입니다. 아르테미스 II 오리온 우주선에 실리는 SD 카드에 노컷뉴스의 이름이 등록됐고, 탑승이 확정됐습니다.

약 반세기 만에 인류가 다시 달에 귀환합니다. SLS 로켓은 지금 이 순간에도 발사대 39B 위에 서서 발사를 기다리고 있습니다. 모든 준비가 완료돼 발사하는 그 순간이 기다려집니다.

다음 기사에서는 이 역사적 비행에 탑승하는 4명의 우주비행사들의 인간적인 이야기와, 그들을 달까지 데려갈 거대한 기계, SLS 로켓과 오리온 우주선 '인테그리티' 에 대해 자세히 만나보겠습니다.