아르테미스 SLS / 오리온 (NASA)

아르테미스(Artemis) 프로그램은 아폴로 프로그램 이후 약 50년 만에 인류를 다시 달로 보내는 NASA의 핵심 유인 탐사 프로그램입니다. 1972년 아폴로 17호 이후 인간이 달 표면을 밟지 못했던 긴 공백을 끝내고, 이번에는 최초의 여성과 유색인종 우주인을 달에 착륙시킨다는 역사적 목표를 담고 있습니다.

프로그램 목표와 배경

아르테미스 프로그램의 핵심 목표는 다음과 같습니다.

2020년대 내 유인 달 남극 착륙 (아폴로가 착륙한 적 없는 지역)
달 남극의 물 얼음 자원 탐사 및 활용 가능성 검증
달 궤도 정거장 '게이트웨이(Gateway)' 건설을 통한 지속 가능한 달 탐사 기반 마련
달을 화성 탐사를 위한 중간 훈련·기술 검증 기지로 활용

프로그램명 '아르테미스'는 그리스 신화에서 아폴로(태양)의 쌍둥이 여신(달의 여신)에서 유래하였습니다.

SLS 블록 1 상세 제원

스페이스 론치 시스템(SLS) 블록 1 주요 제원
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전체 높이:             98.1 m (오리온 우주선 + 발사 탈출 시스템 포함)
코어 스테이지 직경:    8.4 m (우주왕복선 외부 탱크와 동일 직경)
총 발사 질량:          약 2,608 t
저궤도(LEO) 페이로드: 약 95 t
달 전이 궤도(TLI) 페이로드: 약 27 t

주 엔진:
  - RS-25 엔진 x 4기 (코어 스테이지 하단)
  - 각 엔진 진공 추력: 약 2,279 kN
  - 4기 합산 추력: 약 7,440 kN (해수면 기준 약 6,770 kN)
  - 혼합비: 액체수소(LH2) + 액체산소(LOX)

고체 로켓 부스터(SRB):
  - 에어로젯 로케타인 5-세그먼트 SRB x 2기
  - 각 부스터 최대 추력: 약 16,000 kN
  - 2기 합산 추력: 약 32,000 kN
  - 연소 시간: 약 126초 (분리 후 해상 회수 없음, 1회 사용)

2단 (ICPS - Interim Cryogenic Propulsion Stage):
  - RL-10 엔진 x 1기 (블록 1 기준)
  - 달 전이 궤도 삽입 기동 담당

총 발사 추력 (점화 직후): 약 39,144 kN
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RS-25 재사용 논란 — 셔틀 엔진 활용 vs 신규 개발

RS-25는 원래 우주왕복선(Space Shuttle)의 주 엔진(SSME)으로 개발된 고성능 수소 엔진입니다. 우주왕복선 시대에는 재사용 엔진으로 운용되었으나, SLS에서는 코어 스테이지 자체가 버려지기 때문에 엔진 역시 1회 사용 후 폐기됩니다.

논란의 핵심:

기존 16개의 스페어 RS-25 엔진이 남아 있어 초기 4회 비행(아르테미스 I~IV)에 활용 가능
아르테미스 V 이후에는 에어로젯 로케타인이 신규 RS-25 엔진을 제작해야 하며, 발사당 비용이 매우 높음
비판론: 1회 사용 후 버리는 RS-25 대신 처음부터 저비용 1회용 엔진(예: 블루 오리진의 BE-4 등)을 설계에 도입했다면 발사 비용을 크게 절감할 수 있었다는 주장
옹호론: 검증된 엔진을 활용하여 개발 위험을 최소화하고 일정을 단축할 수 있었다는 반론

오리온 우주선 상세

오리온(Orion) 우주선은 록히드 마틴이 개발한 심우주 유인 우주선으로, 2004년 컨스텔레이션 프로그램(이후 취소)부터 시작된 긴 개발 역사를 갖고 있습니다.

오리온(Orion) MPCV 주요 제원
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승무원 모듈 직경:      5.03 m (아폴로 캡슐 3.9 m 대비 대형화)
승무원 모듈 질량:      약 8,600 kg
서비스 모듈 포함 총 질량: 약 26,520 kg
탑승 인원:             최대 6명 (달 임무 기준 4명)
독립 비행 능력:        서비스 모듈 전력·추진으로 최대 21일 독립 운용
열차폐 소재:           AVCOAT 2.0 (아폴로 아폴로 열차폐 소재 현대화)
  - AVCOAT: 에폭시 계열 삭마형 열차폐 (달 귀환 시 약 2,760°C 견딤)
  - 기존 모놀리식에서 타일식 구조로 변경 (제작·유지 효율 향상)
착수 방식:             낙하산 3개 + 태평양 해상 착수 (USS 함정 회수)
서비스 모듈:           ESA(유럽우주국) 제작 (ESA의 ATV 화물선 기술 기반)
  - 주 엔진: OMS-E (우주왕복선 궤도 조정 엔진 개조)
  - 추진제: 하이퍼골릭(비교적 단순한 점화 방식)
  - 태양전지판: 4쌍의 X자형 패널 (전력 생산)
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아르테미스 I — 무인 달 궤도 비행 성과 (2022.11)

2022년 11월 16일 발사된 아르테미스 I은 SLS와 오리온의 첫 통합 비행 시험으로, 승무원 없이 달 궤도를 비행하고 귀환하는 임무를 성공적으로 완수하였습니다.

주요 성과:

SLS 발사 성공 (2회의 발사 시도 끝에 성공)
오리온 캡슐이 달 원거리 역행 궤도(DRO)에서 25일간 비행
지구로부터 최대 약 43만 2,194 km 거리까지 도달 (달 통과 후 최원 지점)
2022년 12월 11일 태평양 착수 귀환 성공
AVCOAT 2.0 열차폐 성능 검증 완료

아르테미스 II~III 계획

아르테미스 II (유인 달 궤도 비행):

목표: 4명의 승무원(미국 3명 + 캐나다 1명)이 달 궤도를 비행 후 귀환 (착륙 없음)
의의: 아폴로 8호 이후 최초의 유인 달 궤도 비행
승무원: 리드 와이즈먼(사령관), 빅터 글로버, 크리스티나 코흐, 제러미 한센(캐나다)

아르테미스 III (유인 달 남극 착륙):

목표: 달 남극 인근 착륙 (샤클턴 크레이터 인근 후보지)
달 착륙선: SpaceX HLS(Human Landing System) 스타십 달 버전 활용
의의: 아폴로 17호(1972) 이후 최초 유인 달 착륙, 최초 여성 달 착륙

SpaceX HLS 달 착륙선 계약 상세

NASA는 2021년 SpaceX를 유일한 달 착륙선(HLS) 공급자로 선정하였습니다. (초기 Blue Origin과의 경쟁에서 SpaceX 단독 선정 → 이후 Blue Origin도 추가 선정)

계약 내용: 스타십(Starship)의 달 착륙 전용 버전(HLS Starship) 개발
운용 방식: 오리온이 달 궤도에 도달하면 스타십 HLS와 도킹 → 2명이 스타십 HLS로 이전 → 달 착륙 → 귀환 후 오리온으로 복귀
특징: 스타십 HLS는 지구 대기권 재진입 능력이 없어 달 궤도 전용으로 운용됨
주요 과제: 스타십의 궤도 상 재급유(극저온 추진제 이송) 기술 검증 필요

달 게이트웨이 연계 장기 계획

게이트웨이(Gateway)는 달 근지점 궤도(NRHO)에 건설되는 소형 우주정거장으로, 아르테미스 임무의 중간 기지 역할을 담당합니다.

참여 기관: NASA, ESA, JAXA(일본), CSA(캐나다), UAE
구성 모듈: PPE(전력·추진 모듈) + HALO(거주 모듈) 우선 발사
역할: 달 표면 임무 지원 허브, 화성 임무 전진 기지, 심우주 연구 기지

SLS 비용 논쟁 — 발사당 $40억 vs 스타십

SLS는 개발 비용과 운용 비용 양면에서 가장 비싼 로켓 중 하나로 비판받고 있습니다.

항목	SLS 블록 1	SpaceX 스타십 (목표)
발사당 예상 비용	약 $40억 (NASA 감사원 추산)	약 $1,000만~수억 달러 (목표치)
달 전이 궤도 페이로드	약 27 t	약 100+ t (재급유 시)
재사용 여부	코어 스테이지 1회 사용 후 폐기	완전 재사용 (목표)
발사 빈도	연 1회 내외	연 수십 회 목표
개발 총 비용	약 $230억 이상 (2010~2022)	약 $30억 미만 (추정)

비판론은 SLS의 발사 비용이 지나치게 높아 지속 가능한 달 탐사를 저해한다는 점을 강조합니다. 반면 NASA는 SLS가 이미 검증된 안전성과 신뢰성을 갖추었으며, 스타십의 달 착륙 검증이 완료되기까지는 SLS-오리온 조합이 유일한 인증된 수단이라는 입장을 유지하고 있습니다.