미국 항공우주국(NASA)이 오는 2028년으로 예정된 유인 달 착륙 임무를 앞두고 스페이스X와 블루오리진의 달 착륙선 설계 및 운용 아키텍처를 전면 재조정했다. 당초 구상했던 복잡한 달 궤도 집결 방식을 대폭 축소하고, 각 사업자의 기술적 특성에 맞춘 비행 궤도와 시스템 간소화에 초점을 맞췄다.
이번 개편안의 핵심은 아르테미스(Artemis) III 임무부터 적용되는 착륙선과 오리온(Orion) 우주선의 도킹 아키텍처 변화다. NASA는 내년 중 블루오리진과 스페이스X가 제작한 무인 시험용 착륙선을 각각 지구 저궤도로 쏘아 올린 뒤, 오리온 우주선과의 랑데부 및 도킹 성능을 시연할 예정이다.
초기 유인 달 탐사 시나리오도 윤곽이 잡혔다. 우주비행사 4명은 플로리다 케네디우주센터에서 우주발사시스템(SLS) 로켓에 탑승해 오리온을 타고 지구를 떠난다. 이후 궤도상에서 기다리던 상업용 달 착륙선과 결합하며, 승무원 중 2명이 착륙선에 옮겨 타고 달 표면에 내려앉는 구조다. 나머지 2명은 오리온에 남아 궤도를 돌며 지원 임무를 수행한다.
기존 계획과 달리 달 근처 '게이트웨이'용 직선 헤일로 궤도(NRHO) 집결 방식은 전면 수정됐다. NASA는 스페이스X와 블루오리진 각각의 발사체 및 발사 전략에 맞춰 별도의 맞춤형 궤도를 적용하기로 했다. 유인 임무가 실제로 감행되기 전 두 회사 모두 무인 시범 비행을 성공적으로 마무리해야 한다는 조건도 달렸다.
스페이스X의 스타십 인간착륙시스템(HLS)은 지구 저궤도에서의 추진제 재충전 방식을 기본 뼈대로 삼는다. 복수의 탱커 스타십이 저궤도에 대기 중인 연료 저장소(Storage Ship) 스타십에 극저온 액체 추진제를 주입하고, 이 연료를 넘겨받은 스타십 HLS가 달로 향하는 구조다.
달라진 점은 지구 궤도에서의 직접 결합이다. 개편된 계획에 따라 스타십 HLS는 지구 궤도에서 오리온 우주선과 먼저 도킹을 완료한다. 이후 스타십의 강력한 추진력을 활용해 오리온을 통째로 밀어내며 저달궤도(LLO)까지 동반 이동하게 된다. 이를 위해 NASA는 스타십의 후방 추진력을 버틸 수 있도록 오리온의 기체 구조를 보강하는 개조 작업을 진행 중이다.
블루오리진은 2028년 유인 착륙 임무에서 우주 공간 내 복잡한 추진제 이송(Fuel Transfer) 절차를 잠시 미루기로 했다. 대신 3단계 전이 모듈을 활용하는 '블루문 Mark 2 알파 랜더(Blue Moon Mark 2 Alpha Lander)' 카드를 꺼냈다.
기존 Mark 1과 Mark 2 하드웨어를 바탕으로 제작된 전이 단주는 다단 로켓과 동일하게 분리 구동된다. 지구 저궤도에서 착륙선 본체와 결합한 뒤, 달의 타원형 극궤도로 이동하는 과정에서 연료를 소진한 모듈부터 차례로 떨어져 나간다. 이 방식을 적용하면 착륙선에 필요한 자체 추진제 양을 크게 줄일 수 있고, 표면 임무를 마친 뒤 오리온 우주선으로 복귀하는 시간도 대폭 단축된다.
NASA는 양사의 개발 진척도를 보다 정밀하게 감독하기 위해 추가 검증 이정표(Milestone)도 새로 설정했다. 스페이스X에는 스타십 승무원 거주 공간인 '캐빈 1(Cabin 1)' 시연 평가 2건을 추가했고, 블루오리진에는 지상·비행 운용 최적화를 위한 인간 참여 실증 시험과 하드웨어 점검 단계를 늘렸다.
수많은 기술적 난관과 안전성 검증을 거쳐 2028년 첫 유인 착륙을 담당할 최종 사업자가 가려질 전망이다. NASA는 첫 착륙 성사 이후 곧바로 두 번째 유인 착륙 임무를 연속 추진한다는 구상이다. 초기 달 표면 임무에서는 우주비행사들이 약 2시간에 걸친 월면 보행(Moonwalk)을 총 2회 수행하는 것을 목표로 잡고 있다.
