[비즈한국] 인류가 다시 달에 간다는 이야기는 더 이상 낭만적인 선언이 아니다. 단순히 깃발만 꽂고 돌아오는 일이 아니다. NASA가 지금 준비하는 건 달 남극에 영구적인 거점을 만드는 일이다. 더 정확히 말하면 달에서 가장 가치 있는 부동산을 정찰하고 선점하고 전력을 깔고 통신망을 세우고 로버를 보낸다, 그리고 언젠가 사람이 오래 머물 수 있는 기반을 만든다. 이 계획이 최근 예상과 달리 더 복잡해졌다. NASA가 믿는 핵심 파트너인 블루 오리진의 뉴글렌 로켓이 발사대에서 폭발해버렸기 때문이다.
2026년 5월 28일, 플로리다 케이프커내버럴 36번 발사장에서 뉴글렌 부스터가 연소 시험 중 거대한 화염을 뿜으며 폭발했다. 이 사고로 로켓은 파괴됐고 발사대 상당 부분도 큰 피해를 입었다. NASA는 발사대 복구에 상당한 시간이 걸릴 것으로 판단했다.
뉴 글렌은 블루 오리진의 대형 로켓뿐 아니라 NASA의 달 기지 계획과 블루문 착륙선 계획을 책임진다. 그래서 이 사고의 여파는 단순하지 않다. 블루 오리진은 블루 문 마크 1 착륙선으로 달 표면 화물 운송 가능성을 입증하고, 이후 더 큰 블루 문 마크 2로 아르테미스 유인 달 착륙 경쟁에 뛰어들 계획이었다. 그런데 그 첫 번째 관문인 발사부터 흔들리게 된 것이다.
그래서 스페이스 X가 다시 주목받게 되었다. 사실 스페이스 X는 아르테미스 계획 전체에서 원래 가장 중요한 파트너 중 하나였다. 스타십 HLS는 이미 NASA가 선택한 유인 달 착륙선 후보였고, 아르테미스 우주비행사들을 달 궤도에서 달 표면으로 내려보내는 핵심 수단으로 거론됐다. 하지만 최근 NASA의 아르테미스 3호 계획이 바뀌면서 스페이스 X는 블루 오리진과 경쟁하는 입장이 되었다. NASA는 아르테미스 3호 미션에서 달 착륙이 아닌, 저궤도에서 스페이스 X 또는 블루 오리진의 상업용 착륙선과 오리온 우주선을 랑데부, 도킹하는 시험을 할 예정이다.
아르테미스 3는 단순히 누가 달에 먼저 착륙하는가의 문제가 아니다. 어느 곳의 착륙선이 실제 인간을 태울 만큼 준비가 되었는가의 문제다. NASA는 스페이스 X와 블루 오리진을 같은 시험대에 올려놓고 일종의 공개 오디션을 하는 셈이다.
아폴로 미션은 국가가 거의 모든 것을 직접 통제했다. 새턴 V, 사령선, 달 착륙선, 운영 정차 하나하나까지 모두 거대한 국가 프로젝트 안에서 움직였다. 반면 아르테미스는 SLS와 오리온이라는 정부 주도 시스템 위에서 스페이스 X, 블루 오리진, 에스트로보틱, 인튜이티브 머신스, 파이어플라이와 같은 민간 기업의 하드웨어가 덧붙는 구조다. 이 구조는 빠르고 유연한 동시에 리스크도 존재한다.
민간 기업의 착륙선이 넘어지면 NASA의 과학 임무 전체가 흔들린다. 민간 로켓 발사대의 운명에 달 기지 일정 전체가 휘청거릴 수 있다. 정부의 재정 위험은 줄어들지만 임무의 위험은 여전히 남아 있다. 그 일이 이번 블루 오리진의 폭발 사고로 인해 현실이 되고 말았다.
NASA가 달 남극에 집착하는 이유도 분명하다. 달 남극은 단순히 안 가본 재밌는 관광지가 아니다. 오히려 놀러가서 깃발만 꽂고 오기엔 최악의 장소다. 그곳엔 햇빛과 어둠이 극단적으로 공존한다. 능선의 높은 지점에서는 태양이 지평선 근처에 오래 머물기 때문에 지속적인 태양광 발전이 가능하다. 반면 크레이터 깊은 곳에는 수십억 년 동안 햇빛이 닿지 않는 영구 음영 지역이 있다. 그곳에 물 얼음과 휘발성 물질이 보존돼 있을 가능성이 있다. NASA도 달 남극이 장기 탐사에 유리하다고 판단한다.
여기에서 얻는 물은 단순한 생수가 아니다. 물은 산소가 되고 수소가 된다. 그리고 연료가 될 수 있다. 물 자체가 방사선 차폐제도 될 수 있다. 우주비행사가 마시는 물을 넘어서 달 기지 전체의 생명 유지 장치, 로켓 연료 생산 가능성을 좌우하는 중요한 자원이다. 달에서는 물이 투명한 석유가 되는 셈이다.
최근 NASA는 야심 찬 달 기지 문베이스 계획을 발표했다. 200억 달러 규모의 문베이스를 단계적으로 구축하겠다고 설명했다. 1단계는 지금부터 2029년까지다. 이 단계에서는 빠른 로봇 임무, 기술 시연, 달 지형 정찰, 표면 운용 인프라 구축이 중심이 된다. NASA는 총 25개의 임무, 21번의 착륙을 진행하고 로버와 드론 그리고 중계 위성까지 활용할 계획이다. 달에 반복적으로 착륙하면서 실패 리스크를 줄이고 착륙 지점과 거점을 고른다. 달의 흙 먼지가 어떻게 흩날리는지 경험하고 로버로 어디까지 갈 수 있는지를 시험한다. 그리고 달 표면에서 어디까지 끊기지 않고 통신을 할 수 있는지도 파악한다.
2단계는 2029년부터 시작한다. 중공업 단계라 할 수 있다. 대형 태양광 전력망을 배치하고, 초기 핵분열 원자로를 설치한다. 총 24번의 착륙을 통해 최대 60톤에 이르는 하드웨어를 달에 내려놓을 계획이다.
달에 짓는 기지는 총 세 곳이 결정되었다. 문베이스 1은 블루 오리진의 거대한 블루 문 마크 1을 착륙선으로 선정했었다. 이름은 인듀어런스다. 이 착륙선은 무인 시범 착륙선을 수행하고, 섀클턴 능선으로 향한다. 하지만 이번 사고로 인해 스페이스 X의 HLS가 그 자리를 대신할 가능성이 높아졌다.
문베이스 2는 애스토로보틱의 그리핀 미션이 배정되었다. 애스트로랩이 제작한 500Kg짜리 대형 상업용 로버를 싣고 노빌레 크레이터를 향한다. 문베이스 3는 인튜이티브 머신스의 IM-3 가 선정되었다. 이 미션은 아름다운 달 소용돌이로 유명한 라이너 감마를 향하고, 이곳에서 자기 이상 현상의 세밀한 지도를 그린다. 달 기지의 가장 큰 문제 중 하나가 달에는 지구처럼 강한 자기장 보호막이 없다는 점이다. 그런데 이런 소용돌이 지형은 달 표면에 아직 자기장의 흔적이 남아 있는 곳으로 추정된다. 그래서 장기적인 거주지를 찾겠다면 이런 자기장이 살아있는 지형을 고민할 수 있다.
달 기지는 건물 하나가 아니라 운영 노하우의 살아 있는 퇴적암이 될 것이다. 여기에서 문폴 드론이 흥미롭다. 달 남극의 거친 지형을 바퀴 달린 로버보다 더 자유롭게 조사할 수 있는 자율 비행 로봇이다. 화성의 인제뉴어티 헬리콥터가 화성 대기에서 비행 가능성을 보여주었다면, 문폴은 대기가 사실상 거의 없는 달에서 로켓식 점프와 착륙을 반복하며 접근하기 어려운 지형을 조사하는 개념이다.
특히 달 남극에서 문폴 드론이 유용하다. 달 남극은 지도만 믿고 착륙하기에는 너무 위험하다. 태양 고도가 낮아 그림자가 길게 늘어지고, 크레이터 가장자리와 능선은 바위와 경사로 가득하다. 지구에서 볼 때 평평한 줄 알았던 지형도 실제 착륙선에게는 끔찍한 재앙이 될 수 있다. 착륙선의 엔진이 뿜어내는 화염과 가스는 달 먼지와 암석을 고속으로 흩날리게 하고 주변 장비를 손상할 수 있다. 따라서 미래 달 기지에서는 착륙장과 거주지, 로버 주차장, 원자력 발전소, 채굴장, 통신탑과 같은 주요 기지들이 최대한 서로 멀리 떨어져 있어야 한다.
달 기지의 전체 규모가 수백 ㎢라는 뜻은 그 안에 가득 빌딩을 세운다는 뜻이 아니다. 주요 시설을 최대한 멀리 분산시킨다는 뜻이다. 그런데 바로 이 지점에서 정치적으로 민감한 논쟁의 씨앗이 싹틀 수 있다.
미국은 아르테미스 협정을 통해 60개 가까운 나라와 달 탐사 규범을 공유한다. NASA는 표면적으로 이 협정이 민간 우주 탐사가 늘어나는 시대에 필요한 공통의 원칙을 제공한다고 이야기한다. 하지만 달과 화성 표면에서 ‘안전 구역’과 ‘운영 구역’은 매우 민감한 개념이다. 달에 최고급 부동산이 있다면 섀클턴, 스베르드루프-헨슨, 드 제클라슈 크레이터 주변 정도일 것이다. 여기가 달의 노른자 땅이다. 당연히 달을 두고 경쟁하는 국가들은 이곳을 먼저 노릴 것이다. 물론 국제법상 어느 나라도 달과 화성을 영토로 소유할 수 없다.
하지만 실제 착륙선, 드론, 로버, 발전 시설, 통신 장비를 먼저 설치한 쪽은 사실상 그 주변에서 강한 운영 우선권을 갖게 된다. 종이에 그은 국경선은 아니지만 먼지 위에 세운 인프라가 실질적인 경계선처럼 작동할 수 있다. 그래서 지금 벌어지는 달 경쟁은 1960년대식 깃발 꽂기 경쟁과는 차원이 다르다. 이번 경쟁은 누가 먼저 도착하는가가 아니라 먼저 운영 가능한 시스템을 누가 먼저 깔아놓느냐의 경쟁이기 때문이다.
바로 여기에서 중국이 등장한다. 중국도 달 남극을 노린다. 중국은 그동안 창어 미션을 통해 달 샘플 귀환을 성공했고, 달 뒷면에도 착륙했다. 로봇 탐사 노하우를 차근차근 쌓았고, 장기적으로 똑같이 달 남극 기지를 구상하고 있다. 2026년 8월 이후 일곱 번째 창어를 발사할 예정이다. 이번에는 정확히 달 남극 섀클턴 크레이터의 반대쪽 능선을 목표로 한다. 중국도 더 노골적으로 달 남극을 노린다.
미국 입장에서 달 남극은 과학 기지이자 동시에 전략적 거점이다. 중국이 먼저 영구 음영 크레이터 주변에 착륙하고, 통신 전력 인프라를 깔고, 물 얼음 후보지를 장악하기 시작하면 미국의 아르테미스 계획은 이제 과학 미션을 넘어 지정학적 경쟁에 휘말리게 된다.
원래 NASA의 아르테미스 계획에는 달 주변을 도는 우주정거장 루나게이트웨이가 있었다. 하지만 이를 전면 취소했다. 단순히 비용 때문이 아니다. 중국이 너무 빠르게 쫓아와서다. 중국의 유인 로봇 프로젝트가 빠르게 추진되고 있다. 중국은 2029년, 2030년에 유인 달 착륙을 목표로 걸었다. 멍저우 유인 우주선이 창정 10호 로켓에 실려 달로 향할 계획이다. 중국도 이 일을 혼자 하지는 않다. 이미 17개 국가와 협력하며 달 경쟁에 뛰어들었다.
결국 문제는 시간이다. NASA는 아르테미스 4를 통해 2028년 첫 유인 달 착륙을 목표로 한다. 하지만 사실 이 일정은 상당히 공격적이라는 평가가 많다. 스페이스 X의 스타십 HLS는 거대하고 혁신적이지만, 궤도에서 추진제를 공중 급유하는 전례 없는 난제를 해결해야 한다. 스타십을 달 착륙선으로 쓰기 위해서는 지구 궤도에서 극저온 추진제를 여러 차례 보급해야 한다. 메탄과 액체 산소를 장시간 보관하고, 우주 공간에서 대량으로 이송하고, 다시 점화하는 것까지 가능해야 한다. 그리고 무사히 사고 없이 달 궤도로 보낼 수 있어야 한다.
이건 단순히 로켓을 크게 만드는 수준의 문제가 아니다. 극저온 유체역학, 단열과 밸브 제어, 미세 중력에서 유체 관리, 다중 발사 운용 노하우까지 얽힌 복잡한 문제다. 블루 오리진의 블루 문은 상대적으로 전통적인 달 착륙선에 더 가깝지만, 쉽지 않다. 블루 문 마크 1은 먼저 화물 착륙 능력을 검증해야 한다. 블루 문 마크 2는 뒤이어 사람을 태울 수 있는 생명 유지 장치와 이중 안전성까지 검증해야 한다. 그런데 뉴 글렌 폭발 사고가 벌어졌다.
블루 오리진은 1년 안에 복귀하겠다고 말하지만, 발사대 폭발은 일반적인 로켓 발사보다 더 큰 사고다. 로켓만 잃는 게 아니라 다음 로켓을 쏘는 지상 인프라까지 사라지기 때문이다. 앞서 2016년 스페이스 X에서도 팰컨 9 발사대 폭발 사고 이후 복구에만 15개월 가까운 시간이 걸렸다.
그래서 다가오는 아르테미스 3 미션이 중요해졌다. 아르테미스 3는 당장 달에 내려가지는 않더라도 달 착륙에 앞서 먼저 풀어야 할 문제를 시험한다. 오리온이 상업용 착륙선과 안전하게 만나고 접근하고 도킹하고 압력을 맞춘다. 그리고 승무원이 옮겨 탈 수 있는지를 확인한다. 착륙선 내부의 산소가 잘 생성되는지, 이산화탄소는 잘 제거되는지를 평가한다. 전력과 냉각, 통신, 항법, 그리고 비상 절차까지 잘 작동하는지도 검증하게 된다.
아르테미스 2에서 논란이 된 화장실 문제와 같은 사소한 일도 실제 임무에서는 치명적인 사고로 이어질 수 있다. 아르테미스 2에서는 오리온 우주선 안에서 인간이 생명을 유지하고 생활할 수 있는지를 검증했다면 아르테미스 3는 그 다음 단계로 나아간다. 당장 NASA가 아르테미스 3를 달이 아닌 지구 저궤도에서 하는 이유도 여기에 있다. 저궤도에서는 문제가 생겨도 빠르게 귀환할 수 있다. 달 궤도에서는 만약 문제가 생기면 선택지가 거의 없다.
이 지점에서 블루 오리진 폭발 사고 이후 스페이스 X의 존재감이 더 커진 건 당연하다. 블루 오리진의 일정이 흔들리면 결국 NASA는 스타십 HLS를 선택할 수밖에 없다. 물론 다시 스타십의 개발 일정이 지지부진한 사이 블루 오리진이 빠르게 복구를 성공한다면 다시 블루 문이 기회를 얻을지 모른다.
NASA는 한 회사에만 의존하지 않으려고 한다. 두 회사를 경쟁시키고, 둘 중 더 먼저 준비된 쪽을 선택하려고 한다. 이것은 새로운 우주 경쟁이기도 하다. 미국과 중국의 경쟁인 동시에, 미국 내부에서는 스페이스 X와 블루 오리진의 경쟁이다. 이 경쟁의 승자는 단순히 첫 착륙의 영광만 얻지 않는다. 앞으로 이어질 달 표면 화물 운송, 유인 착륙, 로버, 기지 건설, 자원 채굴, 통신망 구축이라는 거대한 사업 시장의 주도권을 두고 벌이는 경쟁이다. 두 기업 모두 탐낼 수밖에 없다.
예상치 못한 폭발 사고로 인해 블루 오리진은 잠시 주춤하게 되었다. 하지만 스페이스 X의 스타십 개발도 아직 과제가 많다. 두 회사 모두 일정이 늦어지면 NASA의 2028년 달 착륙 목표도 통째로 밀릴 가능성이 있다. 그렇게 되더라도 NASA는 달에 기지를 짓겠다는 지금의 방향을 크게 바꾸지 않을 것으로 보인다. 사람을 당장 보내는 대신 인프라를 먼저 깔고, 무인 로봇으로 할 수 있는 최대한의 준비를 병행할 수도 있다.
달에 깃발을 꽂던 시절까지 달은 여전히 우주 시대의 낭만으로 남았다. 하지만 지금의 경쟁은 전혀 다르다. 누군가는 달에서 일상을 살고, 지구에서 벌어지는 지긋지긋한 정치적, 경제적 싸움이 달에서도 벌어지게 될 것이다. 달은 더 이상 밤하늘의 낭만적인 천체가 아니게 된다. 달은 인류가 지구 밖에서 처음 운용하는 산업 현장, 과학 기지, 외교 무대, 그리고 다음 행성으로 더 나아가기 위한 전초 기지가 될 것이다. 어쩌면 지금이 우리가 하늘에 떠 있는 달을 보는, 도시 불빛 없이 깨끗한 달을 보면서 마냥 행복해할 수 있는 마지막 시대인지도 모른다.
필자 지웅배는? 고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 ‘은하철도 999’를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 세종대학교 자유전공학부 조교수로 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 함께 하고 있다. ‘천문학자의 쓸모없음에 관하여’, ‘우리는 모두 천문학자로 태어난다’, ‘우주를 보면 떠오르는 이상한 질문들’ 등의 책을 썼으며, ‘나는 어쩌다 명왕성을 죽였나’, ‘퀀텀 라이프’, ‘UFO’ 등을 번역했다.