SLS와 오리온, 핵심 엔진을 해부하다
아르테미스 프로젝트의 성공을 담보하는 가장 중요한 기술적 축은 Space Launch System(SLS) 로켓과 오리온 우주선(Orion spacecraft) 입니다. 이 두 구성 요소는 지구 궤도를 넘어 달, 그리고 궁극적으로 화성까지 유인 임무를 수행할 수 있는 핵심 플랫폼으로 설계되었습니다. SLS는 초중량 발사체(super-heavy-lift launcher) 로, 단 한 번의 발사로 오리온과 탐사 장비, 승무원을 우주로 보낼 수 있으며, 다른 로켓 시스템과 달리 복잡한 궤적 분할 없이 단일 발사로 임무를 수행할 수 있는 유일한 구조입니다. 2022년 11월 발사한 Artemis I 임무에서는 SLS Block 1과 오리온 우주선이 통합되어 달 궤도를 선회하고 성공적으로 지구로 귀환했으며, 이 과정에서 오리온의 방열차폐체(heat shield)와 궤도 제어 시스템이 실제 환경에서도 기능함을 입증했습니다. 오리온 우주선은 Crew Module(CM)과 Service Module(ESM)으로 구성되어 있으며, Lockheed Martin이 CM을, 유럽 ESA가 ESM을 각각 담당합니다. 현재 Artemis II를 위한 오리온 제작은 완료되어 NASA에 인도되었고, 향후 Artemis III 이후 임무까지 이어질 예정입니다. Artemis II는 2026년 4월경 네 명의 우주인을 태우고 달 주위를 비행하는 유인 시험 비행으로 약 10일간 수행될 예정이며, 이 과정에서 SLS와 오리온 시스템의 신뢰성, 통신 및 회복 절차 등을 실전 환경에서 점검하게 됩니다. SLS 로켓은 기본적으로 Boeing이 제작한 핵심 단계(core stage)와 고체 로켓 부스터(SRB), 그리고 Interim Cryogenic Propulsion Stage(ICPS)로 구성됩니다. Artemis II에서는 ICPS가 두 번째 단계로 작동하여 오리온을 달 궤도로 진입시키는 trans‑lunar injection 역할을 수행합니다. 나아가 Artemis IV 이후에는 Exploration Upper Stage(EUS)가 도입될 예정이며, 네 개의 RL10C‑3 엔진으로 Block 1B 및 Block 2 변형에 적용될 계획입니다. 또한, Artemis II를 위한 핵심 추진 엔진 RS‑25(메인 엔진)의 상태 확인 및 핫 파이어 시뮬레이션이 성공적으로 완료됨으로써, 엔진 제어 시스템이 실전 비행 조건을 만족한다는 점이 확인되었습니다. 이와 동시에 NASA는 VAB에서 SLS 핵심 단계와 SRB 통합 작업을 진행 중이며, 오리온은 MPPF 시설에서 최종 검증을 받고 있습니다. 종합하면, SLS는 아르테미스 프로젝트에서 유인 달 탐사의 기반이며, 오리온은 탐사 승무원을 태우고 귀환시키는 핵심 시스템입니다. 이 두 시스템은 단순한 설비 이상의 의미를 가지며, 인류의 달 재착륙과 지속 가능한 탐사 체계를 위한 기술적 토대입니다. 특히 Block 1 기반의 Artemis II를 시작으로 Block 1B/2로의 확장, EUS 도입, RS‑25 엔진 고도화 등은 아르테미스 프로젝트의 확장성과 지속 가능성을 제고하는 요소입니다. 이러한 기술 진전은 단순한 임무 수행을 넘어, 달에 지속 체류하거나 미래 화성 탐사로 나아가는 데 필수적인 구조적 기반으로 평가됩니다.
참여하는 나라들: 우주 탐사의 글로벌 연대 실험
아르테미스 프로젝트는 단일 국가 중심의 임무가 아니라, 미국 NASA를 중심으로 ESA(유럽우주국), JAXA(일본), CSA(캐나다), 한국(KARI) 등 다국적 파트너십을 통해 수행되는 글로벌 우주 탐사 연대 실험입니다. 이들 국가들은 Lunar Gateway 우주정거장 구성, 오리온 우주선 서비스 모듈, 착륙 로버, 과학 장비 탑재 등 다양한 기여를 통해 임무 완수의 기술적 기반을 마련하고 있습니다. ESA는 오리온 우주선의 서비스 모듈(ESM)을 책임지고 있으며, Gateway 모듈 제작과 유지에도 핵심 파트너로 참여합니다. 특히 Artemis 이후 임무 설계와 지속 가능성을 위한 중요한 하드웨어 제공자로서 책임을 맡고 있습니다. JAXA는 I‑Hab 환경제어시스템, 배터리, 열 제어 장치, 이미징 모듈 등을 제공하며, Gateway 내부 구성 요소에 기술적으로 깊이 관여하고 있습니다. 또한 JAXA는 토요타와 협력해 유인 달 탐사용 프레스urized 로버를 개발 중이며, 자체적으로 두 명의 일본 우주인을 Artemis II 이후 임무에 탑승시키는 계획까지 포함되어 있어 국제 협력의 깊이가 더욱 확장되고 있습니다. 캐나다 CSA는 Gateway에 로봇 팔(예: Canadarm3 등 자동화 장치)을 제공함으로써 유인·무인 운영 간 궤도 작업 지원 역할을 수행합니다. 이 외에도 UAE가 Gateway의 에어록 구조를 담당하는 등 다국적 참여가 확대되고 있습니다. 최근에는 세네갈(Senegal)이 2025년 7월 24일 NASA 본부에서 열린 서명식을 통해 아르테미스 협정(Artemis Accords)에 가입, 56번째 당사국으로 공식 참여했습니다. 이번 참여로 아프리카 국가 중 네 번째 서명국이 되었으며, 이는 아르테미스 프로젝트가 국제 우주 협력의 문턱을 지속 확대하고 있음을 보여줍니다. 현재까지 서명국은 총 56개국에 이르며, 지속가능하고 투명한 우주 탐사를 위한 국제 기준을 함께 수립해 나가고 있습니다. 한편, NASA와 협정 국가들은 2025년 Humans to the Moon and Mars Summit(H2M2) 등 다자간 회의를 통해 정책 조율과 기술 협력 모델을 적극 실행하고 있습니다. 이 자리에서는 위성 데이터 공유, 안전 구역 설정, 우주 유산 보전, 자원 채굴 규범 등 협정 원칙을 실제 임무 설계에 통합하려는 노력이 강조되었습니다. 이처럼 아르테미스 프로젝트는 성능 향상뿐 아니라 국제 규범과 협력 구조까지 함께 발전시키는 장입니다. 단순한 우주 임무를 넘어, 우주 외교와 글로벌 거버넌스 측면에서도 실험적 의미를 지니며, 앞으로도 더 많은 국가와 민간 기업의 참여를 통해 진화할 것으로 기대됩니다.
달 남극은 왜 중요한가? 아르테미스 프로젝트가 선택한 착륙지의 과학적 가치
달 남극 지역은 지구상의 어떤 곳보다도 아르테미스 프로젝트의 과학적·전략적 목표를 충족시키는 가장 중요하고 매력적인 착륙지로 꼽힙니다. 이 지역은 영구 음영 지역(Permanently Shadowed Regions, PSRs)이 존재하여 수십억 년 동안 얼음과 휘발성 물질이 보존되어 왔으며, 이는 향후 인류가 달에 지속 체류하며 물과 산소, 로켓 연료를 현지에서 확보할 수 있는 핵심 자원이 될 수 있습니다. NASA는 Artemis III 임무를 통해 달 남극 인근, 특히 Shackleton 분화구 주변과 Malapert Massif, Nobile Rim, Connecting Ridge 등 9개의 후보 착륙지를 평가했고, 조도 조건, 지형 안정성, 지구 통신 가능성, 자원 잠재력 등을 종합적으로 분석했습니다. 예컨대 Site DM2라 불리는 Nobile Rim 2 위치(-84.20°S, 60.70°E)는 높은 과학적 가치와 임무 실현 가능성을 모두 만족하는 최적 후보로 손꼽혔습니다. 이 지역은 또한 태양광 접근성과 냉온 조건의 이상적인 조합을 제공합니다. Shackleton 분화구 인근 고지대는 지속적인 햇빛을 받아 태양광 발전에 유리한 반면, 분화구 내부는 영구적으로 그늘져 극저온의 cold trap 역할을 하며 얼음을 저장합니다. 이러한 환경은 태양 에너지 기반의 지속 가능한 기지 건설과 자원 채굴에 모두 유용합니다. 남극 착륙지는 또한 달 형성과 진화에 대한 극히 오래된 지질 샘플을 확보할 기회를 제공합니다. 특히 남극 인근의 South Pole‑Aitken 분지는 태양계 초기의 충돌 역사와 내부 구조 연구에 있어 중요한 정보원으로 간주되며, 아르테미스 과학팀은 이 지역에서 지각 깊은 층의 암석을 채취해 달과 지구의 기원에 대한 이해를 높일 계획입니다. 거기에 더해, Artemis III 우주인들은 지구선호 지점 통신, 선호 조도 조건, 안전한 지형을 고려한 착륙 후보지에 기반해 표면에서 지구와 직접 통신 가능한 실험과 측정 장치를 운용할 예정입니다. 예를 들어 Lunar Environment Monitoring Station 또는 Lunar Dielectric Analyzer 등은 화학적 분석과 지질 특성 평가를 위해 설계된 장비입니다. 또한 고요한 영구 그늘진 지역은 라디오 천문학 어쩔 수 없는 전파 간섭이 없는 영역으로서 저주파 21 cm 우주 배경 탐사에 적합한 장소로도 기대됩니다. 결론적으로, 달 남극은 과학 자원 보존, 에너지 안정성, 지질학과 우주천문학의 융합적 연구 가능성을 모두 갖춘 지역입니다. 아르테미스 프로젝트는 이러한 과학적 가치와 지속 가능성을 동시에 실현하려는 노력의 일환으로, 달 남극을 통해 미래의 달 기지 건설 및 화성 탐사로 나아가는 기반을 마련하고 있습니다.
