UAE가 우주선을 화성으로 가져간 방법 – 첫 번째 시도에서

스티븐 다울링
2022년 12월 19일

아르테미스 1호는 달 주변의 깊은 우주로 발사되어 인류가 달 표면과 그 너머로 돌아갈 수 있는 길을 준비하고 있습니다. 어떻게 역사를 만들 것인가?

나사가 50년 만에 달 탐사에 나선다. 이번에는 프로그램 이름이 그리스 달의 여신이자 태양신 아폴로의 쌍둥이 자매인 아르테미스의 이름을 따서 명명되었습니다. 아르테미스는 이름과 목적지 측면에서 더 적합할 뿐만 아니라 아폴로가 간과한 일, 즉 최초의 여성을 달에 보내는 일을 보장할 것입니다 .

적절하게도 NASA 최초의 여성 발사 책임자인 Charlie Blackwell-Thompson이 첫 임무의 카운트다운과 이륙을 감독하게 됩니다. 그러나 아르테미스 1세는 페미니스트적인 순간 그 이상입니다. 지구 궤도를 도는 달과 반대 방향으로 달 주위를 도는 확장된 역행 궤도에서 37일간의 여행 동안 그것은 다른 많은 중요한 첫 번째를 달성할 것입니다.

NASA의 탐사 시스템 개발 부국장인 짐 프리(Jim Free)는 "우리는 최초의 인간 차량을 이전의 어떤 인간 차량보다 더 멀리 가져갈 것입니다."라고 말합니다. "그리고 우리는 오리온 캡슐로 달을 지나 40,000마일(64,000km)을 갈 것입니다."

NASA의 새로운 유인 탐사 우주선인 Orion이 이를 달성하면 지구에서 약 450,600km 떨어져 있어 이전에 1970년에 Apollo 13의 승무원이 보유했던 기록을 경신하게 됩니다 . Artemis I은 시험 비행이므로 Orion 우주선의 승무원은 Artemis II 및 그 이후의 (실제) 승무원을 맞이할 응력, 변형 및 잠재적 방사선을 측정하기 위해 센서를 착용한 인간 크기의 마네킹으로 구성됩니다. 하지만 그게 전부가 아닙니다…

기술적 결함과 수소 연료 누출로 인해 몇 차례 지연된 후 Artemis I는 Saturn V보다 작지만 64.6m(212ft)로 세계에서 가장 높은 로켓 스테이지를 가진 우주 발사 시스템(SLS) 로켓을 발사할 것입니다.

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"SLS는 가장 강력한 로켓입니다."라고 Free는 말합니다. "추력은 880만 파운드이며 최고 비행 속도에 도달하면 Artemis 프로그램은 30일 동안 4명을 달 표면으로 데려다 줄 것입니다." 

이것은 상당한 업그레이드입니다. 모든 달 착륙을 통틀어 우주 비행사들이 표면에서 보낸 가장 긴 시간은 1972년 아폴로 17호에서 3일이 조금 넘었습니다.

Artemis의 초점도 다를 것입니다. 1960년대에 Apollo는 주로 미국과 소련 간의 냉전 세력 경쟁의 일부였습니다. Artemis는 캐나다 우주국(CSA), 일본 항공 우주 탐사국(Jaxa) 및 유럽 우주국(Esa)을 포함한 NASA가 주도하는 국제적인 노력입니다.

"이것은 깃발과 발자국에 관한 것이 아닙니다."라고 NASA의 과학 부국장인 Thomas Zurbuchen은 말합니다. "달에 지속 가능한 입지를 구축하고 달 기지와 미래의 화성 임무를 위한 토대를 마련하는 것입니다."

Zurbuchen과 Free는 내가 International Astronautical Congress에 참석한 후 그들과 이야기를 나눌 때 파리 공항에 있었습니다. 올해 행사의 주제는 "@ll을 위한 공간(Space for @ll)"으로, 커뮤니티를 하나로 모으고 새로운 인맥과 잠재적인 파트너십을 구축하는 것을 목표로 했습니다. 달과 그 너머에 대한 NASA의 야심 찬 노력은 전 세계 우주 기관, 상업 회사 및 산업을 포함하여 이를 수행합니다.

시뮬레이션 중에 팀이 문제에 어떻게 반응하고 해결하는지 확인하기 위해 의도적으로 실패를 연습에 삽입합니다.
저는 올해 5월 Artemis I의 검사 시뮬레이션에서 이 국제 협력의 예를 직접 목격했습니다. 이 사전 발사 검사 연습은 미국 텍사스주 휴스턴에 있는 NASA의 존슨 우주 센터에서 팀 간에 동시에 수행되었습니다. Oberphfaffenhofen에 있는 Esa의 Columbus Control Center에 있는 독일 우주 작전 센터; 그리고 – 내가 있던 곳 – 네덜란드 Noordwijk에 있는 Esa의 기술 사이트인 Estec.

이 훈련의 목표는 발사 전에 잠재적인 이상 현상을 실시간으로 식별하는 것이었습니다. Estec의 Erasmus Support Facility 제어실에서 영화 Apollo 13의 유명한 인용구가 적힌 Nasa 머그를 발견했습니다. 산소 탱크 폭발로 인해 Apollo 13은 달에 가지 못했지만 독창성 덕분에 승무원을 안전하게 집으로 데려 왔습니다. 현장의 엔지니어들. 

머그컵에는 "실패는 선택 사항이 아닙니다."라고 적혀 있습니다.

그러나 이와 같은 시뮬레이션 중에는 팀이 문제에 어떻게 대응하고 해결하는지 확인하기 위해 의도적으로 실패를 연습에 삽입합니다.


Esa의 Erasmus 지원 시설 관리자인 Kevin Pasay는 "모든 버그를 털어낸 다음 비행합니다."라고 말합니다. "오랜만에 NASA에서 인간 평가를 받은 최초의 기계이기 때문에 작은 변칙이 있는지 확인하기 위해 매우 기민합니다. 그래서 우리는 이미 네 번의 드레스 리허설을 거쳤습니다. 우리는 사람들을 신선하게 유지하기 위해 시뮬레이션을 반복하고 있습니다. ."

Esa는 Artemis 임무의 중요한 부분인 유럽 서비스 모듈을 제공했습니다. Orion 캡슐에 부착되어 동력, 추진력을 제공하고 우주비행사가 탑승한 경우 생명 유지 장치를 제공합니다. "이 팀은 달과 그 너머로 갈 사람들을 돌볼 것입니다."라고 Pasay는 말합니다.

이 연습만으로도 아르테미스와 함께 달로 돌아가는 것이 한 국가의 노력이 아니라는 것이 분명합니다. 초점도 더 이상 정치적이지 않습니다.

아르테미스 1세는 지구로 돌아올 때 재진입 시 최대 섭씨 2,760도(화씨 5,000도)까지 견딜 수 있도록 오리온 우주선의 방열판을 테스트할 예정입니다.
"과학적 탐사는 전체 전략의 중심에 있습니다. Apollo에서 과학은 금상첨화였습니다."라고 Nasa의 Zurbuchen은 말합니다. "과학은 아르테미스의 케이크입니다."

임무를 수행하는 동안 미래의 우주 비행 테스트를 제외하고 Artemis I는 10개의 작은 과학 위성 또는 큐브 위성을 출시할 것입니다. 그 중 하나인 BioSentinel은 신발 상자 크기로 심우주에서 최초로 장기 생물학 실험을 하게 될 것입니다.

BioSentinel에는 효모가 포함되어 있습니다. 이러한 미생물의 세포는 인간 세포와 유사한 메커니즘을 가지고 있기 때문에 심우주 방사선이 DNA에 미치는 영향에 대한 추가 연구를 허용할 것입니다. 이를 통해 우주비행사가 동일한 환경에서 직면할 수 있는 위험을 더 잘 이해할 수 있습니다.

"이러한 생물학적 실험은 지구에서 달 뒤의 깊은 우주로 생명을 연장하는 기록을 세웠습니다."라고 Zurbuchen은 말합니다. 


이스라엘 우주국 (Isa)과 독일 항공우주 센터 (DLR)의 실험을 위해 프로토타입 방사선 방호 조끼를 입고 있는 두 개의 마네킹 몸통도 있습니다 .

Artemis I는 지구로 돌아올 때 Orion 우주선의 방열판을 테스트하여 재진입 시 최대 2,760C(5000F)의 온도를 견딜 수 있는지 확인합니다. 2024년 5월.

Artemis II는 궤도를 돌지만 달에 착륙하지는 않습니다. 그 역사적인 순간은 아르테미스 3세에 의해 만들어질 것입니다. 아르테미스 3세는 또한 소수 민족 최초의 우주비행사를 달 표면에 착륙시킬 것입니다.

미국으로 이주하기 전에 스위스에서 자란 NASA의 Zurbuchen은 "그것은 정말 중요합니다."라고 말합니다 . "모든 아폴로 사진을 보면 모든 사람이 검은색 넥타이를 맨 나처럼 보인다는 것이 분명합니다. 이는 기본적으로 세계의 대다수가 그 경험에서 제외된다는 것을 의미합니다." Artemis를 위해 선발된 우주 비행사 팀은 Apollo 를 비행한 사람들보다 훨씬 다양합니다.

Artemis의 착륙 지점도 새로운 것을 선보일 것입니다. Zurbuchen은 "더 도전적이며 훨씬 더 흥미롭습니다."라고 말합니다. 

Orion 우주선은 더 큰 버전의 Apollo와 비슷할 수 있지만 그 기술은 다른 수준에 있습니다.
"Apollo는 달의 적도 지역으로 갔다"고 Free는 말합니다. "아르테미스는 남극으로 갈 것입니다. 그곳에서 우리는 과학 우주선의 관찰을 통해 본 자원을 찾을 것입니다. 우리는 물론 우리가 지구를 유지하는 데 사용할 수 있는 많은 수빙이 있다고 믿습니다. 승무원과 심지어 물을 사용하여 수소와 산소로 분리하여 연료와 동력을 생성합니다." 

Orion 우주선은 더 큰 버전의 Apollo와 비슷할 수 있지만 그 기술은 다른 수준입니다. NASA에 따르면 오리온의 컴퓨터는 아폴로 임무에 사용된 것보다 128,000배 더 많은 메모리로 20,000배 더 빠르게 작동합니다.

최초의 Artemis 발사는 폭풍과 연료 전지 누출을 포함한 일련의 좌절로 인해 지연되었습니다(Credit: Joe Raedle/Getty Images)
최초의 Artemis 발사는 폭풍과 연료 전지 누출을 포함한 일련의 좌절로 인해 지연되었습니다(Credit: Joe Raedle/Getty Images)

Artemis 나는 심지어 Alexa 및 Siri 음성 비서와 동등한 것을 테스트할 것입니다. Lockheed Martin이 Cisco 및 Amazon과 함께 개발한 Callisto 시스템은 음성 활성화 명령 및 피드백이 향후 임무에 유용한지 여부를 보여줍니다. Arthur C Clarke의 2001: A Space Odyssey의 악명 높은 컴퓨터인 Hal은 언급하지 마십시오.

아르테미스가 아폴로 재방송보다 훨씬 더 중요하다는 것은 분명합니다. Nasa는 Jaxa, CSA, Esa 및 상업적 파트너십과 함께 추가 달 여행과 궁극적인 기지를 용이하게 하기 위해 깊은 우주에서 달 궤도를 도는 작은 우주 정거장인 Gateway를 설립할 것입니다. 나사는 내비게이션 기능과 함께 달에 인터넷과 같은 서비스를 제공할 최초의 달 통신 네트워크인 루나넷(LunaNet )을 설치하기를 바라고 있습니다 .

약 6억 5천만 명의 사람들이 최초의 인간이 달에 발을 내딛는 것을 지켜봤습니다. 소셜 미디어와 스마트폰이 추가되면서 전 세계적으로 최초의 여성 또는 비백인 우주비행사가 Artemis III와 함께 다음 "한 걸음"을 내딛는 것을 보게 될지 누가 알겠습니까?

"저는 우주 탐사를 좋아합니다. 영감을 주고 열망을 주는 일이라고 생각합니다. 그것은 저를 기술 분야로 이끌었고 그것이 다른 사람들을 위해 그렇게 되기를 바랍니다."라고 나사에서 추진 엔지니어로 경력을 시작한 Free는 말합니다. "우리는 다시 탐사하고 있습니다. 우리는 달을 탐사하고 있으며 함께 탐사하고 있습니다."

이미지 제공:  UAESA