우주항공청이 2045년까지 독자 기술로 화성에 탐사선을 착륙시키는 내용을 골자로 한 중장기 우주과학탐사 로드맵과 화성탐사 전략을 발표했다. 국내 기술 고도화와 함께 해외 상용 발사체를 병행 활용하는 ‘투트랙’ 전략을 통해 심우주 탐사 역량을 단계적으로 확보하겠다는 구상이다.
누리호에 ‘킥스테이지’ 결합… 2035년 화성 궤도선 발사
우주청은 2030년대 중반까지 화성 궤도 진입 기술을 확보하고 2045년 독자 기술로 무인 착륙선을 보내는 중장기 목표를 제시했다. 당초 차세대 발사체 개발 이후로 계획했던 심우주 탐사를 이미 검증된 누리호에 궤도 수송선인 ‘킥스테이지’ 기술을 결합하는 방식으로 변경해 추진 시기를 앞당기기로 했다. 현재 누리호는 지구 저궤도용이지만, 킥스테이지를 결합하면 화성 궤도에 40~50㎏, 달전이궤도에 최대 800㎏의 탑재체를 투입할 수 있게 된다. 이를 통해 2030년 이후로 예정됐던 달 통신 궤도선 발사 시기를 2029년으로 1년 단축하고, 2035년에는 독자 기술 기반의 화성 궤도선을 누리호에 실어 보낼 계획이다.
스페이스X ‘스타십’ 활용한 선제적 기술 실증
동시에 해외 상용 서비스를 활용해 핵심 기술을 선제적으로 실증하는 방안도 마련됐다. 약 2년 주기로 열리는 지구-화성 발사 기회를 활용해 일론 머스크의 스페이스X가 개발 중인 초대형 발사체 ‘스타십’에 국내 개발 탑재체를 실어 보내는 방안이다. 약 500㎏급 모듈을 실어 화성 표면에 착륙시킨 뒤 로버와 관측 장비, 착륙 기술을 미리 검증한다는 구상이다. 강경인 우주청 우주과학탐사부문장은 “스타십에 약 500㎏급 화성 탐사 모듈을 실어 착륙시키는 방안을 스페이스X 측에 문의하는 등 소통을 진행하고 있다”며 “상대적으로 저렴한 비용으로 실증이 가능할 것”이라고 밝혔다.
진입·하강·착륙(EDL) 핵심 기술 및 현지 자원 활용 개발
독자 착륙을 위한 난관인 대기 진입·하강·착륙(EDL) 기술 확보에도 나선다. 탐사선이 시속 2만㎞로 화성 대기에 진입할 때 발생하는 2,100℃의 고열을 견딜 열 차폐판과 초음속 낙하산을 2035년부터 본격 개발하며, 진입 과정에서 발생하는 무선통신 두절(플라즈마 블랙아웃)을 극복할 실시간 유도·제어(GNC) 시스템을 구축한다. 지상 탐사용 로버뿐만 아니라 지구 대기 밀도의 1% 수준인 화성 하늘을 비행할 고정익 드론, 영하 140도의 극저온을 견딜 100W급 원자력 전지(RTG)도 2030년부터 개발한다. 토양(레골리스)과 대기에서 물, 산소, 메탄을 추출하는 현지자원활용(ISRU) 및 3D 프린팅 건설 연구도 추진한다.
우주 신산업 육성 및 5년 주기 정기 개정
이와 함께 저궤도 우주공장 실증, 우주 바이오 연구, 스마트팜 구축 등 우주 신산업 육성 방안도 로드맵에 담겼다. 노경원 우주청 차장은 “지금까지 한국이 우주경제에서 인공위성, 발사체 등을 중심으로 고려했다면 앞으로는 우주과학탐사가 신산업으로 이어질 것”이라며 우주 경제 체질 전환을 강조했다. 우주청은 이번 로드맵을 5년 주기로 정기 개정하며 빠르게 변하는 우주 산업 환경에 맞춰 세부 추진 계획을 지속적으로 보완해 나갈 방침이다.