[저멀리 우주로: 민간 우주개발] 민간 달 개척, 달을 향한 걸음

• Walk the Moon - One Foot

https://www.youtube.com/watch?v=YZUnKMgznm0

One Foot - Walk the Moon

 
 
 

• 달에 자원이 있다

달 극지방에서 발견된 얼음

오로지 국력을 과시하기 위해 달에 간 냉전시기와 달리 21세기에는 여러 나라에서 달을 제대로 탐사하기 위해 저렴한 무인탐사선을 보내 달을 심층적으로 연구했습니다. 그리고 달을 연구하며 인류는 달의 진정한 가치를 발견했습니다. 우선 아무것도 없는 먼지 덩어리일 뿐일 것이라는 예상과 달리, 인류는 달 북극에서 6억 t의 얼음을 발견했습니다. 이를 통해 달에서 식수를 얻어 인류가 생활할 수 있고, 물에 전류를 흘려 산소와 수소를 얻어 산소는 인간이 호흡하는 데 사용하고 수소는 로켓 추진연료로 사용하며 달에서 생활이 가능함이 밝혀졌습니다.

헬륨-3과 헬륨-4

또한 지구에는 희귀한 양질의 티타늄, 마그네슘, 희토류 자원도 달에는 풍부했습니다. 덕분에 인류는 지구에서 거의 사라져가는 양질의 광산을 찾는 노력을 하기보다는 달로 가 달에서 양질의 자원을 채굴해 이용할 수 있다는 가능성을 확인했습니다. 하지만, 무엇보다도 달의 가치는 헬륨-3이었습니다. 헬륨-3은 두 개의 양성자와 하나의 중성자로 구성된 헬륨 원자로 중성자 수가 적어 핵융합을 더 쉽게 하는 원자입니다.

헬륨-3으로 핵융합이 상용화되면 핵추진 우주선을 만들어 적은 자원으로 먼 우주로 나아갈 수 있다

허나 지구는 중력이 강해 양성자 2개와 중성자 2개로 구성된 헬륨-4가 흔하고 헬륨-3은 헬륨-4의 1/100만 개수만 존재하는 아주 희귀한 자원입니다. 때문에 지구에 사는 인류는 어쩔 수 없이 헬륨-4로 핵융합을 시도하고 있는데, 달에는 헬륨-3이 흔하게 널려 있습니다. 그래서 만일 달에 핵융합 시설을 설치한 후, 달에 풍부하게 있는 헬륨-3으로 핵융합을 하면, 달에서 엄청난 에너지를 생산할 수 있고, 이를 달에 정착할 때와 지구와 화성으로 이동할 때 이용할 수 있습니다. 이처럼 달은 엄청난 가치를 가진 새 광산으로 많은 국가들과 기업들이 달의 자원을 탐내고 있습니다.
 
 
 

• 아르테미스 계획Artemis Lunar Program과 기업들의 도전

아르테미스 계획은 민간 기업들도 대거 참여했다

이에 미국 정부와 NASA는 달에 다시 사람을 보내고 영향력을 확대하기 위해 아르테미스 계획Artemis Lunar Program을 추진했습니다. 그리고 NASA 단독으로 하기에는 너무 큰 프로젝트라고 생각해 여러 국가들과 민간 기업들을 아르테미스 계획Artemis Lunar Program에 참여시켰습니다. NASA가 민간 기업에게 요구한 것은 분명했습니다. 달에 사람을 안전하게 착지시키고 정착시키는 것이었습니다. 그리고 그 의뢰를 받은 민간 기업들은 저마다 기술을 발전시키며 아르테미스 계획Artemis Lunar Program에 동참했습니다.

Astrobotic Technology의 Peregrine은 실패했다

먼저 도전한 기업은 미국의 Astrobotic Technology으로 해당 기업은 2024년 Peregrine이라는 달 착륙선을 달에 보냈습니다. 하지만 Peregrine은 지구 궤도로 진입하지 못하고 지구 대기에서 고압에 불타 태평양 상공에서 불타 사라지며 실패했습니다. 이는 상당히 아쉬운 도전이었습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=gYK5n6fcnyc

Nova-C 달착륙선

하지만 이내 곧 Intuitive Machines라는 또다른 미국 기업이 달 착지에 도전했습니다. 당연히 무인 달착륙선을 보냈는데, 2024년 2월 15일에 Nova-C라는 무인 달착륙선을 달에 보냈습니다. Nova-C 무인 달착륙선은 달에 무사히 착지했습니다. 다만 계획한 수직 착륙을 시도했으나 착륙 직후 기울어지며 넘어졌습니다. 그러나 Intuitive Machines는 반쪽자리 성공으로 더 많은 데이터를 얻었고, 이후 수차례 발사로 안정적인 달탐사선 개발을 이어갈 예정입니다.

Firefly Aerospace의 Blue Ghost

Firefly Aerospace 기업 역시 Blue Ghost라는 달착륙선을 준비하고 있습니다. Firefly Aerospace는 Blue Ghost라는 달착륙선만 연구개발하는 기업으로 사람에게 안전한 달착륙선 개발에 집중하고 있습니다. 그래서 Blue Ghost 달착륙선을 달로 보내는 추진체는 SpaceX와 협약을 맺어 Falcon 9를 이용하기로 결정했습니다.

 

 

 

• SpaceX의 Starship HLS

https://www.youtube.com/watch?v=EHASCqyBw9E

Starship HLS의 달 항해 개념

한편 SpaceX는 Falcon 9나 Falcon Heavy를 여러 우주기구와 기업에게 제공하며 수익을 창출하고 있으며, 동시에 독자 유인우주선도 개발하고 있습니다. SpaceX가 개발하는 유인 달착륙선은 Starship HLS으로 Falcon 9 부스터로 지구 궤도로 날아간 후, 지구 궤도에서 연료탱크 Starship과 도킹해 연료를 재보급 받은 후 보급받은 연료로 달까지 가 달에서 천천히 지표면에 안착한다는 개념을 구상했습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=YUZnve3TSe0

Starship HLS의 달 탐사 계획은 간단하지만 상당한 기술을 요구한다

이는 유인우주선인 Starship HLS에 별도의 달착륙 장치를 두지 않고 자체 로켓으로 달 착륙과 달 탈출을 모두 수행하는 대담한 개념입니다. 하지만 구성품이 간단하기 때문에 재사용하기 정말 편리해 비용 절감이 많이 된다는 장점이 있습니다. 다만 그것이 가능하게 하기 위해 요구되는 기술력 수준은 상당히 높습니다. 하지만 SpaceX는 불가능해보이는 기술을 하나씩 실현하며 간단하고 저렴한 달 탐사에 한발짝 다가서고 있습니다.
 
 

• Blue Origin의 Blue Moon Mark II

New Glenn

Blue Origin은 달로 갈 우주비행사들이 탄 유인우주선을 우주로 보내기 위해 자체 로켓인 New Glenn도 개발했습니다. New Glenn은 New Shepard 다음으로 Blue Origin이 개발한 로켓으로, 고중량의 화물 및 우주선을 지구 궤도까지 보내기 위한 중형 로켓입니다.

Blue Moon Mark II

마지막으로 Blue Origin은 Blue Moon Mark II라는 유인우주선 및 유인 달착륙선도 개발했습니다. Blue Moon Mark II는 NASA의 아르테미스 계획Artemis Program의 주요 유인 달착륙선으로 낙찰되었으며, 달 궤도를 도는 우주정거장 루나 게이트웨이Lunar Gateway와 도킹해 잠깐 정비를 거친 후, 달 지표면에 착륙해 임무를 수행하게 하는 차세대 달 착륙선이 되었습니다.
 
 
 

• 달에 도전하는 일본의 ispace

https://www.youtube.com/watch?v=uJCfUVgCYjc

ispace의 HAKUTO-R 미션 소개

한편 일본에도 달로 탐사선을 보내는 사업에 도전한 민간 기업이 있습니다. 그 기업은 ispace로 도호쿠대학 우주로봇 연구소에서 설립한 민간 기업입니다. ispace의 목표는 달로 무인 탐사선을 보내고 달 탐사차량을 작동시켜 달에 대해 연구하는 것을 지원하는 민간 서비스를 제공하는 것입니다. 그리고 서비스를 하기 전 2023년 ispace는 달에 HAKUTO-R 무인 달착륙선을 보냈습니다. 하지만 달 착륙 과정에서 기울어지며 실패했습니다. 그러나 ispace는 포기하지 않았고, 2024년 연말에 재도전을 준비하고 있습니다.

 

 

 

• 달기지 건설을 준비하는 고마쓰小松

Construction equipment on the moon - Komatsu lunar machine project

고마쓰 제작소는 무인 중장비로 달기지를 건설하려고 한다

그리고 일본 제일이자 세계에서 가장 우수한 기술력을 가지고 있는 것으로 인정받는 고마쓰 제작소小松은 ispace와 함께 달 기지 건설을 준비하고 있습니다. ispace가 HAKUTO-R 무인 달착륙선을 보내 달에 무사히 착륙시키면, 그 안에 탑재된 무인 중장비 기기들이 달 표면에서 대규모 토목공사를 진행해 사람이 없는 상태에서 사람이 살 수 있는 달 기지를 건설하려는 거대한 프로젝트를 추진하고 있습니다.

 

 

 

• 토요타トヨタ가 만드는 월면차

https://www.youtube.com/watch?v=W56soAx7yvw

토요타의 Lunar Cruiser

그리고 일본의 대표적인 자동차 제조 기업인 토요타トヨタ도 유인 달탐사에 참여하고 있습니다. 토요타トヨタ는 일본이 아르테미스 계획Artemis Program에 참여한 이후로 일본항공우주연구기구JAXA와 함께 첨단 월면차를 연구 개발하고 있습니다. 토요타トヨタ는 새 월면차를 루나 크루저Lunar Cruiser라고 명명했으며, 여러 산하 기업과 함께 달에서 제대로 작동하는 전기 월면차를 개발하고 있습니다.

 

 

 

• 달의 첫 무선 통신기지를 건설할 Nokia

Nokia is networking the Moon

달에 LTE 기지국을 건설하려는 노키아

또한 핀란드의 통신기업이자 한때 전세계 휴대폰 시장에서 압도적인 점유율을 자랑하던 Nokia 역시 아르테미스 계획Artemis Project에 참여해 달에 무선 통신기지를 건설하려고 합니다. Nokia는 달에 LTE 서비스를 제공해 무인 로봇들이 서로 원활하게 통신하며 사람 없이 달에서 업무를 진행하게 하는 통신 인프라를 담당해 프로젝트를 추진하고 있습니다.