록히드 마틴 ‘화성 암석 공수’…NASA에 새 계획안 제안

화성에서 채취한 샘플을 싣고 우주로 발사되는 로켓을 화성 무인탐사 차량 ‘퍼서비어런스’가 바라보고 있는 상상도. 화성에 생물이 있는지 확인할 물체를 지구로 가져오기 위한 미국 항공우주국(NASA)의 프로젝트다. NASA 제공

탐사 차량 ‘퍼서비어런스’ 수집 암석·먼지·공기 샘플 튜브 30개 
트럼프 정부가 “고비용” 이유로 지구 공수 계획 사실상 좌초시켜 
“우주선 중량·크기 줄여 기존 예산의 4분의 1 수준으로 재추진” 
삭감된 NASA 살림으론 30억달러도 거액…“예산 회복” 목소리

# 가까운 미래, 탐사 중 화성에 고립된 미국의 우주비행사 마크 와트니(맷 데이먼 분)를 구조하기 위한 회의가 미국 항공우주국(NASA)에서 열린다. 묘안을 찾지 못한다면 와트니는 식량 부족으로 곧 죽음을 맞는다.

NASA는 심도 있는 논의 끝에 화성 궤도 근처까지 대형 우주선을 접근시키기로 한다. 그리고 와트니를 태운 소형 우주선을 화성 땅에서 띄워 두 우주선이 서로 만나도록 작전을 짠다. 와트니가 소형 우주선에서 빠져나와 대형 우주선으로 건너오면 구조는 성공이다.

언뜻 보면 평범하기 짝이 없는 아이디어다. 하지만 이 아이디어를 실현하려면 우주선 2대가 비행 중 근거리에서 만나 방향과 속도를 정확히 일치시켜야 힌다. 중력이 없어 물체가 둥둥 떠다니는 우주에서 쉽지 않은 일이다. 수개월 뒤, 우여곡절 끝에 와트니는 구조된다. 미국 공상과학(SF)영화 <마션> 속 얘기다.

놀랍게도 현실에서 인류는 비슷한 임무를 이미 준비 중이다. 다만 지구로 데려올 대상은 사람이 아니라 화성의 돌과 먼지, 공기다. 화성에 생물이 있는지 확인할 자연 물체를 지구 실험실로 가져오기 위한 NASA의 ‘화성 샘플 공수(MSR)’ 프로젝트다. 하지만 이 프로젝트는 돈이 너무 많이 든다는 이유 때문에 도널드 트럼프 행정부 들어 사실상 좌초됐다. 샘플은 화성에 이미 모아놨지만, 이를 가져올 우주선 발사가 물 건너간 것이다. 그런데 화성 샘플 공수 프로젝트를 되살릴 길이 생겼다. 미국 민간기업이 기존보다 훨씬 적은 비용으로 샘플을 가져올 테니 자신들에게 일을 맡겨달라고 제안했다. NASA는 ‘오케이’할까. 미지수다. 이유가 뭘까.

화성 표면에 놓여 있는 샘플 보관용 튜브들. 암석과 먼지, 공기를 각각 담고 있으며 총 30개다. NASA 제공

복잡한 수송 체계로 막대한 재원 소요

화성 샘플 공수 프로젝트는 NASA가 2021년 화성 표면에 경차 크기의 무인 탐사차량 ‘퍼서비어런스’를 착지시키면서 본격화했다. 바퀴 6개와 카메라, 로봇 팔 등을 장착한 퍼서비어런스는 화성을 부지런히 돌아다니며 암석과 먼지, 공기 샘플을 채취해 특수 튜브 30개에 채워 넣었다. 튜브 모양과 크기는 다듬이 방망이와 비슷하다.

NASA는 이 샘플을 지구로 가져오기 위해 복잡한 수송 시스템을 구상했다. 수송 시스템의 첫 단계는 화성 표면에 마을버스 크기 착륙선(약 3t)을 착지시키는 것으로 시작한다. 착륙선이 화성 표면에 내려앉으면 퍼서비어런스가 착륙선에 천천히 다가간다. 그리고 자신의 로봇 팔로 착륙선에 내장된 3ｍ 높이의 화성 이륙용 로켓(약 0.4t) 안에 샘플을 쏙쏙 꽂아 넣는다. 샘플이 다 꽂힌 이륙용 로켓은 착륙선을 발사대 삼아 우주로 솟구친다. 로켓은 화성 근처 우주에서 농구 경기장 크기의 궤도선(약 4t)과 만나 도킹, 즉 합체한다. 그런 뒤 궤도선은 지구로 향한다.

“소형화·경량화로 지출 절감” 제안

이런 복잡한 수송 체계를 운영하려면 돈이 많이 든다. 우주선과 첨단 장비가 다수 필요해서다. NASA와 미국 과학계에 따르면 소요 비용은 최대 110억달러(약 15조원), 적게 잡아도 70억달러(약 9조6000억원)다. 비용 압박으로 우주선 발사가 지연되면서 화성 샘플이 지구에 도착하는 시점도 당초 2030년대 초반에서 2040년까지 밀렸다. 그러다 연방정부의 예산 절감을 주장한 트럼프 대통령이 올해 초 집권하면서 샘플 공수 프로젝트는 사실상 공중분해됐다.

그런데 지난달 말 미국 우주항공기업 록히드 마틴이 화성 샘플 공수 프로젝트를 싼값에 되살리겠다는 제안을 NASA에 내놓은 것이다. 록히드 마틴은 30억달러(약 4조1000억원)만 받겠다고 했다. 공수에 필요했던 기존 최대 비용의 4분의 1이다. 개발 과정에서 추가 비용이 소요돼도 NASA에 돈을 더 달라는 요구는 안 할 것이라고도 했다.

록히드 마틴의 비용 절감 비결은 샘플 공수에 나설 우주선의 덩치와 중량을 지금보다 줄이는 것이다. 록히드 마틴은 자신들이 구상 중인 우주선의 정확한 제원을 언급하지는 않았지만 “기존 설계를 활용하고 우주선과 시스템 운영을 간소화해 비용을 낮출 것”이라고 밝혔다.

록히드 마틴은 “총 11기의 NASA 우주선을 제작한 경험이 있다”고 강조했다. 그동안의 기술 노하우로 제대로 된 ‘우주 택배 업체’가 되겠다는 것이다.

NASA 예산 복원 여부에 촉각

화성 샘플 공수 프로젝트의 부활은 미국 대중의 관심을 끌 가능성이 크다. 국제사회에서 미국의 자존심을 지킬 방법이기 때문이다.

중국 정부는 2031년 화성 샘플을 지구로 가져오려는 계획을 착착 진행 중이다. 반면 미국 정부는 2040년까지 화성 샘플 공수를 미루더니 올해 이마저도 포기할 생각을 드러냈고, 이는 미국인들로선 아픈 지점이었다. 그런데 록히드 마틴이 해결책을 낸 것이다. 다만 록히드 마틴은 샘플을 지구에 언제까지 가져올지는 명확히 밝히지 않았다.

문제는 예상 비용이 많이 줄었지만, 록히드 마틴이 제안한 30억달러 역시 NASA 살림을 감안하면 ‘껌값’은 아니라는 점이다. 트럼프 행정부가 NASA의 내년 예산을 올해보다 24%나 줄인 188억달러(약 25조8000억원)로 책정한 상황에서 NASA가 어떤 판단을 내릴지는 불투명하다.

이와 관련해 미국 학계에서 NASA 예산을 회복해야 한다는 목소리가 터져 나오는 것은 주목된다. 1980년대부터 2020년대까지 NASA 핵심 부서인 과학임무국 수장을 지낸 과학자 7명이 이달 초 성명을 발표한 것이다.

이들은 트럼프 행정부 예산을 심의해 확정할 미국 의회를 향해 “NASA 예산이 감축되면 화성 샘플 공수 등의 계획은 포기해야 한다”고 성토했다. 그러면서 “NASA 예산 삭감은 미국이 가진 혁신 동력의 고갈을 뜻한다”며 “올해 수준으로 예산이 유지돼야 한다”고 강조했다. 미국 연방정부 예산이 확정되는 오는 9월 전까지 화성 샘플 공수 프로젝트와 NASA 예산을 둘러싼 논란은 계속될 것으로 보인다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com

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