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민간 유인 우주선 시대가 시작됐다

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미국 스페이스엑스, 크루 드래건 발사 성공

나사 우주비행사 2인, 우주정거장으로 보내

우주선 개발 60년만에 민간 기업이 주역으로


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30일 오후 3시22분(한국시각 31일 오전 4시22분) 팰컨9 로켓에 실려 이륙하는 최초의 민간 유인 우주선 ‘크루 드래건’. 웹방송 갈무리

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민간 유인 우주선 시대가 열렸다. 1961년 옛소련이 우주비행사 유리 가가린을 태운 최초의 유인 우주선 보스토크를 쏜 지 60년만이다.

미국 억만장자 기업인 일론 머스크가 이끄는 우주개발업체 스페이스엑스는 30일 오후 3시22분(미 동부시각 기준, 한국시각 31일 오전 4시22분) 미 플로리다주 케이프커내버럴공군기지 케네디우주센터에서 유인 우주선 `크루 드래건'을 팰컨9 로켓에 실어 국제우주정거장을 향해 쏘아 올렸다. 우주선에는 미국항공우주국(나사)의 우주비행사 더그 헐리(53)와 밥 벤켄(49)이 탑승했다. 이날 팰컨9 로켓이 이륙한 39A 발사대는 달 여행을 한 아폴로 우주선을 쏘아올렸던 장소다. 우주선은 19시간 뒤인 31일 오전 10시29분(한국시각 31일 오후 11시29분) 우주정거장에 도착한다.

이날 발사 현장에는 도널드 트럼프 대통령과 마이크 펜스 부통령도 참석해 역사적인 순간을 지켜봤다. ‘뉴욕타임스’는 이날 발사에 대해 “코로나 바이러스와 경제적 불확실성, 정치적 갈등으로 미국의 앞날이 흐릿한 시점에서 과학, 기술 혁신, 민간 기업에서 미국의 탁월한 존재감을 상기시켜주는, 성취감과 향수를 자극하는 순간”이라고 의미를 부여했다.

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발사 9분30초 후 대서양 해상 바지선으로 팰컨9 1단계 추진체. 오른쪽은 우주선 내부 모습. 웹방송 갈무리

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팰컨9 로켓 1단계 추진체는 발사 2분40초 후 고도 80km 상공에서 2단 로켓에서 분리한 뒤 9분30초 후 플로리다 인근 대서양 해상의 바지선에 안착했다. 이로써 스페이스엑스는 52번째로 1단계 추진체를 회수하는 기록을 세웠다. 발사 12분 후에는 우주선이 2단 로켓에서 분리됐다. `데모2'(Demo-2)라는 이름이 붙은 이번 비행은 애초 27일 시작할 예정이었으나 기상악화로 한 차례 연기한 바 있다.

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케네디우주센터 39A 발사대에서 대기중인 팰컨9 로켓과 유인 우주선 ‘크루 드래건’. 스페이스엑스 제공

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크루 드래건은 인류가 만든 9번째 유인 우주선이자 첫번째 민간 유인 우주선이다. 미국으로선 머큐리, 제미니, 아폴로, 우주왕복선에 이은 나사의 다섯번째 유인 우주선이다. 이전의 유인 우주선들은 모두 정부가 소유권과 운영권을 쥐고 기업에 주문제작해 왔다. 하지만 크루 드래건은 스페이스엑스가 독자적으로 개발한 말 그대로 민간 우주선이다. 이는 과거 온 나라가 총력을 기울여 개발한 것을 이제는 민간 기업 한 곳이 해냈다는 의미를 담고 있다. 지금까지 유인 우주선을 개발한 나라는 미국과 러시아(보스토크, 보스호트, 소유즈), 중국(선저우) 세 나라뿐이다.

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최초의 민간 유인 우주선 크루 드래건에 탑승한 밥 벤켄(왼쪽)과 더그 헐리. 스페이스엑스 제공

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9년만에 미국땅에서 미국인 우주비행사 태운 미국산 우주선 발사

미국으로선 9년만에 미국인 우주비행사를 미국산 우주선에 태워 미국땅에서 발사했다는 의미도 있다. 미국 우주비행사들은 2011년 우주왕복선 아틀란티스가 퇴역한 이후 러시아의 소유즈 우주선을 빌려 타고 있다. 이번 비행을 성공적으로 마치게 되면 미국은 러시아에 의존하지 않고 다시 독자적으로 우주비행 프로그램을 추진할 수 있게 된다. 이날 우주선이 발진한 39A 발사대는 우주왕복선 아틀란티스가 마지막 우주비행을 위해 출발했던 곳이기도 하다. 이날 발사는 스페이스엑스의 홍보용 이벤트도 겸해 진행됐다. 두 우주비행사는 테슬라의 SUV 전기차 모델엑스를 타고 우주선 탑승장에 도착했다.

두 우주비행사는 코로나19 감염에 따른 비행 차질이 없도록 지난 3월 중순 이후 사실상 격리 상태로 지내왔다. 지난 13일부터는 더욱 엄격한 격리 상태를 유지해 왔다. 두 사람은 2000년에 나란히 우주비행사로 데뷔했다. 사령관을 맡은 헐리는 683시간, 벤켄은 708시간의 우주비행 기록을 갖고 있다. 헐리는 2011년 아틀란티스의 마지막 비행에서 우주왕복선 조종을 맡았다.

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크루 드래건은 터치스크린 방식으로 기기를 작동한다. 스페이스엑스 제공

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역대 가장 저렴한 유인 우주선…아폴로의 20분의1

크루 드래건은 높이 8.1미터, 너비 4미터의 총알 모양 우주선이다. 정규 탑승인원은 4명이지만, 최대 7명까지 탈 수 있다. 이 우주선이 이전 우주선과 다른 점은 크게 두 가지다. 하나는 스위치나 버튼 대신 터치스크린으로 기기를 작동시킨다는 점이다. 디지털 혁신의 결과다. 다른 하나는 비상탈출 시스템이다. `슈퍼 드래코'라는 이름의 이 시스템은 우주선 벽에 부착된 작은 추진장치로, 로켓에서 비상 사태가 발생할 경우 8개의 엔진을 가동시켜 우주선을 로켓에서 즉각 분리시킨다. 이는 두 차례 폭발 사망 사고를 겪은 우주왕복선의 전철을 밟지 않기 위해 나사가 주문한 필수 장치다. 나사는 스페이스엑스에 사망사고 확률을 우주왕복선의 90분의1보다 훨씬 강화된 270분의1로 낮춰줄 것을 요구했다. 또 하나 눈에 띄는 특징은 우주복이다. 기존 우주복에 비해 훨씬 가볍고 슬림해졌다. 단 이 우주복을 입고 우주 유영을 할 수는 없으며 실내용이다. 헬멧은 3D프린팅 기술로 제작했다. 과거 두차례씩 우주왕복선을 탄 경험이 있는 두 우주비행사는 지난 1일 기자회견에서 “크루 드래건이 우주왕복선보다 덜 위험하다고 느껴졌다”고 말했다.

앞서 나사는 지난 2014년 새로운 유인 우주선 개발 업체로 스페이스엑스와 보잉을 선정하고, 이들 업체와 각각 6차례 국제우주정거장 왕복비행을 하는 조건으로 26억달러, 49억달러에 계약을 맺은 바 있다.

나사가 민간 우주선을 쓰기로 한 가장 큰 이유는 비용 절감이다. 크루 드래건은 역대 가장 값싼 우주선이다. 민간 우주탐사기구인 플래니터리 소사이어티 분석에 따르면, 크루 드래건의 개발 비용은 17억달러다. 현재 달러 가치로 따져 300억달러가 넘었던 아폴로 우주선의 거의 20분의1이다. 우주비행사 1인당 이용 요금도 6천만달러로, 소유즈를 빌려 타는 데 드는 8천만달러보다 훨씬 싸다.

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크루 드래건이 국제우주정거장과 도킹하는 순간 상상도. 스페이스엑스 제공

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1~4개월 도킹 뒤 지구 귀환…성공땐 하반기 정식 임무 투입

우주선은 시속 2만7360km의 속도로 날아가 우주정거장과 도킹한다. 현재 국제우주정거장에는 63차 원정대 우주비행사 3인(러시아 2, 미국 1)이 체류 중이다. 크루 드래건의 최대 도킹 기간은 119일이다. 나사는 우주비행사들의 지구 귀환 시기를 도킹 후 6주~16주 사이에서 추후 결정할 계획이다. 우주 임무를 마친 뒤 지구로 돌아오는 방법은 아폴로 우주선과 같다. 네 개의 커다란 낙하산을 펼쳐 속도를 줄이며 플로리다주 인근 대서양 해상에 안착할 예정이다.

이번 우주비행은 크루 드래건이 정식 유인 우주선으로 인정받기 위한 마지막 시험비행이다. 스페이스엑스는 이번 비행에 성공하고 나면 올 하반기에 첫 정식 국제우주정거장 왕복비행 임무(크루1)에 나선다. 나사와의 총 6차례 우주비행 계약 중 첫번째가 될 이 비행에는 나사 우주비행사 3인(마이클 홉킨스, 빅터 글로버, 섀넌 워커)과 일본인 우주비행사 노구치 소이치가 탑승한다. 현재 첫 임무 수행을 위해 최장 210일 동안 우주에서 활동할 수 있는 우주선을 제작중이다. 나사는 스페이스엑스의 우주선 비행에 차질이 생길 경우를 대비해, 예비용으로 러시아 소유즈 우주선 이용 계약도 마쳤다.

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우주정거장을 떠난 우주선 ‘크루 드래건’이 낙하산을 펼치고 대서양 해상으로 돌아오는 모습 상상도. 유튜브 갈무리

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재활용 가능한 로켓이 강점…최고 기록은 5번 발사

2002년 설립된 스페이스엑스는 회사 역사 20년도 안돼 세계 최대의 우주로켓 발사 업체가 됐다. 수차례의 실패 끝에 2010년 팰컨9 로켓 발사에 성공한 이후 이번 발사를 포함해 지금까지 모두 87회(팰컨9, 팰컨헤비 합계) 로켓 발사에 성공했다. 스페이스엑스 로켓의 가장 큰 장점은 재활용이 가능하다는 점이다. 총 발사 횟수의 절반이 넘는 52회에 걸쳐 로켓을 해상 바지선이나 육상 기지로 회수했으며, 회수한 로켓을 다시 쏜 횟수도 35차례나 된다. 한 로켓을 4번 회수해 5번 발사한 기록도 갖고 있다. 스페이스엑스의 화물 우주선 ‘드래건’은 나사 우주비행사들을 위한 보급품을 싣고 2012년부터 지금까지 21차례 우주정거장을 다녀왔다. 현재 나사의 우주 로켓 발사 가운데 3분의2를 스페이스엑스가 맡아 처리한다.

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캘리포니아 호손에 있는 스페이스엑스 본사. 위키미디어 코먼스

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2021년 우주여행…2024년 최초 민간 달 착륙선에도 도전

스페이스엑스는 2021년엔 크루 드래건을 이용한 우주여행도 계획하고 있다. 이어 지구 저궤도를 넘어 심우주에도 도전한다. 우선 2022년에는 새로 개발한 대형 로켓 팰컨헤비로 화성과 목성 사이의 소행성 ‘16프시케’(16 Psyche)를 탐사할 우주선 프시케를 발사한다. 이어 2024년에는 달 착륙선 발사를 목표로 하고 있다. 나사는 최근 스페이스엑스를 비롯한 3개 업체를 달 착륙선 개발 후보 업체로 선정했다. 달 탐사에 사용할 우주선 일체형 로켓 스타십은 높이가 120미터로 아폴로 우주선을 실어날랐던 새턴5보다 크다

경쟁업체인 보잉은 유인 우주선 `CST-100' 스타라이너를 개발중이다. 애초 지난해 12월 첫 시험 궤도비행에 나섰으나 궤도 진입에 실패했다. 올 하반기에 다시 시험비행을 추진할 것으로 전해졌다.

스페이스엑스의 로켓 이름 `팰컨'은 영화 `스타워즈'에 등장하는 우주비행선 밀레니엄 팰컨( Millennium Falcon)에서, 우주선 이름 `드래건'은 1963년 피터 폴 앤 매리의 노래 `Puff, the Magic Dragon'(마법의 용 퍼프)에서 따왔다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr, ▶곽노필의 미래창 바로가기

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