컨스텔레이션 계획

본 사업 계획은 취소 또는 무산되었습니다.

본 문서에서 다루는 사업 계획은 본래 시행될 예정이었지만, 여러 사유로 인하여 취소되었습니다.

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Project Constellation

1. 개요2. 발사체

2.1. 아레스 I2.2. 아레스 V

3. 오리온 다목적 유인 우주선4. 월면 기지 건설5. 역사

5.1. 취소, 그리고 대체 계획들5.2. 트럼프 행정부에 의한 부활

1. 개요

2010년 취소된 미국의 새로운 달 탐사 계획. 단순히 달에 다시 가겠다는 것뿐만 아니라, 우주왕복선을 대체할 신형 우주선 오리온 다목적 유인 우주선 개발 계획, 이미 프로젝트가 추진되어 절반의 성과를 본 아레스 로켓 개발 계획, 나아가서는 국제 월면 기지 건설 계획까지 한데 묶인 무시무시한 규모의 거대 우주 개발 계획이었다.

2. 발사체

컨스텔레이션 계획에 사용될 오리온 다목적 유인 우주선과 LSAM(Lunar Surface Access Module)은 기존 월면 탐사 계획에 사용되었던 아폴로 시리즈 우주선보다 두 배가 많은 여섯 명의 우주인을 태울 수 있도록 개발되었다. 당연하게도 거의 모든 시스템이 거대하고 무거워진 탓에 새턴V 같은 거대 로켓으로도 이 중량을 달까지 날려 보내는 것은 무리였다. 여기에 겹쳐 우주왕복선이 사고와 노후화 탓에 퇴역하면서 더 이상 미국이 쏘아올릴 수 있는 고중량 페이로드 발사체는 존재하지 않게 되었던 터라 새로운 로켓 개발에 수많은 NASA 마셜 엔지니어들이 갈려들어갔다.

2.1. 아레스 I

[1]

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컨스텔레이션 계획 중 가시적 성과가 나온 단 하나의 결과물. 하부의 1단 엔진으로 5 세그먼트 SRB를 장착하고 상부 페이로드 하단에 소형 액체 연료 로켓을 장착시킨 신형 우주 로켓. 우주왕복선의 SRB 시스템과 새턴V의 2단 엔진 기술을 개량, 발전시켜 적용하는 것으로 간단한 구성만으로도 지구 저궤도의 ISS에 도달할 수 있게 만든 물건이다. 컨스텔레이션 계획에서는 오리온 다목적 유인 우주선, 즉 새로운 달 탐사 우주선의 사령선 부분을 궤도상에 쏘아올릴 목적으로 사용할 예정이었다. 페이로드 부분이 상당히 굵어서 눈대중으로 보면 로켓의 사이즈가 꽤나 작아 보이지만 실제 길이는 크기로 소문난 새턴V와 그리 차이가 나지 않는다. 사실 이런 구조가 가능한 건 아래 고체 부스터의 무게가 위 페이로드와 연료 무게와 동급이기에 가능한 거다. 그래서 저 가분수 로켓이 안 쓰러지는 것.

2.2. 아레스 V

컨스텔레이션 계획의 중추적 역할을 할 의도로 개발이 진행되던 신형 로켓이었으나 계획이 중단되었다. 아레스I보다 훨씬 커진 대형 로켓으로, 지구 궤도를 벗어나는 용도로 사용할 EDS(Earth Departure Stage)와 LSAM 복합체를 한꺼번에 쏘아 올린 다음 궤도상에서 오리온과 도킹, 달로 향하는 목적에 사용될 계획이었다. 60년대 아폴로 우주선과 루나 모듈을 한꺼번에 달 궤도로 날려보내던 새턴V에 비해 빈약한 것이 아닌가 싶기도 하지만, 당시의 좁고 작은 우주선에 비해 컨스텔레이션 계획에 사용될 물건들은 그 스케일이 너무나 커져버렸기 때문에 이런 복잡한 방식을 채택할 수밖에 없었다. 사실 빈약하다고만 할 수 없는 것이, 아레스 V는 새턴 V 보다 더 많은 화물을 지구 저궤도에 올릴 수 있다. 새턴 V가 약 140톤을 지구 저궤도에 올릴 수 있었는 데 비해, 아레스 V는 약 190톤이나 되는 화물을 지구 저궤도에 올릴 수 있다.

아레스I과 아레스V의 크기 비교.

3. 오리온 다목적 유인 우주선

달착륙선 알테어 및 EDS와 도킹한 상태의 오리온.

기본 개념은 40년 전의 아폴로 우주선의 기본 개념인 1회용 캡슐형 우주선으로, 사람이 타는 사령선과 산소, 연료, 각종 물자를 탑재한 기계선이 묶여서 하나의 우주선이 된다. 디자인도 태양 전지판 2매가 추가된 것 외에는 아폴로 우주선과 거의 똑같다. 탑승 인원수는 우주 왕복선과 똑같이 6~7명으로 해야 한다는 요구조건 때문에 크기가 아폴로 우주선의 2배로 커져 버려서 모든 비용 상승을 불러일으켰고, 결국 컨스텔레이션 계획을 중단시킨 주범이 되고 말았다.

오리온-MPCV. ATV를 개량하여 태양전지판이 4매로 변경된 기계선이 컨스텔레이션 계획 시절의 오리온과의 차이점.

하지만 컨스텔레이션 계획이 취소되는 와중에도 정작 오리온은 문제가 되었던 탑승 인원을 4명으로 감소시키는 등 몇 가지 변경점을 제외하면 계속 살아남아서 개발 중이다. 정식 명칭은 오리온-MPCV(multi-purpose crew vehicle)로 변경되었고, 기계선은 개발 비용 절감을 위해 새로 개발하지 않고 현재 유럽우주기구( ESA)에서 ISS에 물자 보급용으로 사용하는 무인보급선 ATV를 개량하여 기계선으로 사용하는 것으로 변경. 동부 표준시 2014년 12월 05일 델타 IV 헤비 로켓에 실려 밴 앨런 대를 넘나드는 4시간 조금 넘는 시험 비행을 하였으며, 2021년에는 SLS 블록 I에 실려 달을 돌고 올 예정이다. 유인 발사는 2023년에 시작될 전망.

4. 월면 기지 건설

컨스텔레이션 계획은 사람을 다시 한 번 달에 보낸다는 일회성 프로젝트가 아니었다. 소수의 인원이 달에서 단기 체류하며 조사할 수 있는 일은 거의 모두 아폴로 시리즈에서 해낸 상태였고, 다시 돌 조각이나 몇 개 주우러 38만 km를 굳이 날아갈 필요는 없었다. 좀 더 장기적이고 미래 지향적인 계획을 위해서 낮은 중력하에서 쉽게 우주로 뛰쳐나갈 수 있는 월면 기지는 분명 매력적인 존재이고, 여기에 더해 우주 공간에서 장기 체류할 우주인들을 위해 비록 지구의 1/6이기는 하지만 중력 환경과 넓은 공간을 제공할 수 있었다.

5. 역사

5.1. 취소, 그리고 대체 계획들

이 계획에 미국을 비롯한 14개국이 동참하고, 한국도 IT나 로봇 기술로 한몫 끼어들려 시도한 바 있었으나 대침체와 중동 전쟁 장기화 등 잇따른 악재로 자금 여건이 악화되며 계획 자체가 이미 흐지부지되고 말았다.

도대체 무슨 배짱이었는지, 버락 오바마 대통령은 2010년 컨스텔레이션 계획 중단 발표 2개월 후, 2030년대 유인 화성 탐사 계획을 발표했다.[2] 그리고 취소된 아레스V 프로그램 대신 SLS 로켓이 제시되었는데 이 역시 새턴V급의 초거대 로켓 개발 계획이다.

그런데 비용이 문제였다면 계획을 변경시키거나 완수시기를 늦추면 될 것이고[3], 다른 우주활동에 방해가 된다면 어차피 우주활동은 경제적 수요가 전혀 없고 미국에 맞설 경쟁국가도 없다는걸 생각하면 오바마가 애초에 다른 생각을 품고 취소시켰을지도 모를 일이다. 게다가 이미 진행중인 프로젝트를 취소함으로서 이미 사용된 예산이 돈낭비가 되어버리면 그거야말로 돈낭비인 셈이다. 또한 컨스텔레에션 계획이 취소된 이후에 나사의 예산이 줄어든 것도 아니다.

다른 열강들은 달에 뛰어들고 있는데, 러시아, 중국, 유럽연합은 달에 유인탐사, 달기지 건설을 하겠다고 하고 인도도 달에 뛰어들고 있는 반면에, 실질적 의미가 적은 반세기 전 냉전시대 달착륙 우주쇼를 화성버전으로 하겠다는 버락 오바마의 선택은 상당한 패착일듯.

5.2. 트럼프 행정부에 의한 부활

강한 미국을 주장하는 도널드 트럼프 대통령은 2017년 12월 11일, 오바마가 취소시킨 유인 달 탐사 프로젝트를 유인 화성 탐사 프로젝트와 연계해서 부활시키는 내용의 대통령 행정명령에 서명했다. 2020년대에 달 궤도를 도는 유인 우주정거장 루나 게이트웨이를 건설하고, 여기서 유인 달 탐사 및 유인 화성 탐사선 딥 스페이스 트랜스포트(DST)를 건조하여 2033년에 화성에 미국인을 보내겠다는 것. 그리고 2019년 5월, 유인 달 탐사 계획이 아르테미스 계획으로 확정되어 발표되었다.

2010년대 스페이스X, 로켓 랩, 블루 오리진 등 신생 기업들이 본격적으로 획기적인 생산성 향상과 비용 절감에 성공하면서 업계 경쟁마저 치열해져 컨스텔레이션 계획 대비 효용성이 훨씬 증가했기 때문이다.[4] 6G 상용화를 위한 통신위성 발사[5], 대안 데이터[6] 수집, 자원 채굴[7], 연구개발[8], 우주관광 등 수십년 째 지속된 당국의 소모성 지원금 구조를 탈피하며 지속 가능성이 높아졌다.

자세한 내용은 아르테미스 계획 문서 참고하십시오.

[1] 2009년 10월 28일 테스트 발사 때의 모습. 로켓 디자인 테스트 목적으로 쏜 것이라서 2단부는 완전히 빈 깡통이었다. SRB 연소가 끝난 후 분리되어 그대로 둘 다 바다로 낙하했으며 SRB는 3개의 낙하산을 펼쳤으나 1개가 망가지는 바람에 빠른 속도로 착수하여 일부가 파손되었다. [2] 물론 이는 원통함에 눈물짓는 여론을 무마하는 성격일 뿐이었다. 단적으로 우주 탐험을 꿈꾸던 꼬맹이가 충격을 먹고 돼지 저금통을 깨서 10달러 남짓의 전재산을 NASA에 기부하려 하자 인류 역사상 달에서 마지막 발자국을 남긴 아폴로 17호 사령관 유진 서넌이 전화를 걸어 아이를 위로하고 NASA를 살리자며 서명 운동을 시작하는 마당이였기 때문. 미국 우주개발의 산증인인 아폴로 우주인들도 여론에서 눈앞의 돈에 눈이 멀어 미래를 내다보지 못한다며 오바마 행정부를 성토했고, 우주덕이 아닌 일반 국민들도 정부가 셧다운 될 위기에 처할정도로 쪼들리는 연방정부의 돈 없는 현실을 모르는건 아니지만 우주개발은 냉전이후 초강대국으로 우뚝 선 위대한 미국(Great America)을 상징하는 시대의 아이콘이였던 만큼, 매우 아쉬워했다. 그리고 기한이랍시고 제시한 2030년이라 하면 적어도 오바마는 절대 책임질 일이 안 생기니... [3] 게다가 오바마가 발표한 2030년대에 화성 유인 탐사한다는 계획도 2025년까지로 계획이 잡혀있던 컨스텔레이션 계획보다 더 장기 프로젝트이다. [4] 기본적으로 부품과 연료 등을 조달하는 비용이 낮아졌으며 무엇보다 재사용 발사체가 상용화되면서 기존이랑은 비교하기 힘들 정도로 발사 가격이 낮아졌다. 또한 여러 업체들이 업계에 진출하면서 원가가산 방식을 사용하며 연구개발을 등한시하던 기존 업체들도 더 이상 이러한 방식만을 고집하기 힘들어졌다. [5] 이미 5G부터 기지국 밀집도의 한계가 생기기 시작하여 기존 세대 대비 기지국 보급 진척도와 서비스 효율성이 떨어지고 있다. 따라서 6G에서는 이를 보완하기 위해 소형위성을 수 차례 발사하여 기지국 위주로 한정되었던 커버 범위를 확장시키려고 한다. [6] 기상현상 사진을 모아서 날씨 예측, 재난 대응 정확도를 높히거나 주차장 사진을 모아서 포화도에 따른 고객 수요를 예측하는 등 2020년대 들어 헤지펀드 등 금융 업계에서 각광받고 있다. 뿐만 아니라 기상현상에 큰 영향을 받는 농산품 생산 예측도를 높혀 선물 등 파생상품을 투자할 때 승률을 높이기 용이해진다. [7] 지구에는 없지만 방사성 폐기물 없이 고효율의 전기 에너지를 생성할 수 있는 헬륨3가 대표적이다. [8] 단백질결정 활용 신약 개발, 인간의 근육과 뼈, 식물 성장과 관련된 미세중력 변화 감지 등.