지난 몇 년간 우주 발사 붐이 일었다. 2021년 말, 오랫동안 기다려 온 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 도착했고 마침내 NASA는 2022년에 거대한 새로운 우주 발사 시스템 달 로켓을 발사했다. 몇몇 과학적이고 상업적인 우주선들이 우리 세상의 궤도 너머로 빠르게 이동함에 따라 올해도 그 추세는 계속될 것이다.

올해의 역사적인 비행에는 목성과 소행성대에 대한 임무, 로봇 달 착륙, 노후화된 국제우주정거장(ISS)으로 우주비행사들을 데려가기 위한 새로운 우주선의 첫 비행이 포함된다. 다음은 2023년에 계획된 주요 발사 일정이다.

◇소행성과 얼음 위성

NASA와 유럽 우주국은 2023년에 화성 궤도 너머의 천체들을 연구하기 위한 큰 계획을 시작한다.

ESA의 JUpiter ICy moons Explorer, 즉 JUICE 미션은 목성, 유로파, 칼리스토, 가니메데의 차가운 갈릴레이 위성들을 연구할 것이다. 3개의 위성 중 유로파는 지금까지 외계 생명체가 서식할 수 있는 환경인 달의 얼음 지각 아래에 있는 액체 상태의 바다 때문에 과학적으로 가장 큰 관심을 받았다. 그러나 현재 증거는 칼리스토와 가니메데 역시 지표면 아래에 액체 상태의 바다가 있을 수 있음을 시사한다. JUICE는 4월 중 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 탑재되어 발사될 예정이며 2031년 목성에 도착하여 세 개의 위성에 접근해 얼음으로 뒤덮인 세계들을 비교할 것이다.

JUICE 우주선은 2034년 가니메데 주변 궤도에 진입할 예정인데 이는 우주선이 지구의 것이 아닌 달을 도는 최초의 사례로 연구에 약 1년이 소요될 예정이다. 가니메데는 잠재적인 해저 해양과 잠재적인 거주 가능성이 있으며 태양계에서 유일하게 자기장을 띠는 위성이다. JUICE는 이 자기장이 훨씬 더 큰 목성의 자기장과 어떻게 상호작용하는지 연구할 것이다.

한편 NASA의 프시케 미션은 2029년 8월 화성과 목성 사이의 띠에 도착할 때 이름이 같은 소행성과 랑데부하기 위해 10월 10일에 발사될 것이다. 프시케 미션은 원래 2022년 8월에 발사될 예정이었으나 NASA의 제트 추진 연구소에서 임무에 중요한 소프트웨어를 개발하는 데 문제가 생겨 연기되었다.

소행성 16 프시케는 주로 금속성을 띠는 우주 암석으로 과학자들은 이것이 초기 태양계에서 형성된 원시 행성의 중심핵이 노출된 것일 수도 있다고 믿고 있다. 만약 그 이론이 증명된다면 과학자들은 프시케 미션을 통해 그들의 발밑에서 수백만 마일 떨어진 지구의 핵을 더 잘 이해하게 될 것이다.

◇인도가 달로 돌아오다

인도 우주 연구기구인 ISRO는 여름에 발사될 예정인 찬드라얀 3호 미션을 가지고 달로 돌아갈 것이다. 2019년 찬드라얀 2호의 임무는 궤도선과 착륙선을 달로 옮기는 것이었지만 소프트웨어 결함으로 착륙선이 달 표면에 충돌했다. 찬드라얀 3호 미션은 달의 남극을 위해 재설계된 착륙선과 탐사선을 위해 궤도선은 포함하지 않는다. 착륙선과 탐사선은 지진계와 분광기 등을 싣고 극지방의 화학 성분과 지질을 연구할 예정이다.

◇암흑 물질 사냥

천체 물리학자들은 암흑 물질과 암흑 에너지가 우주 전체의 구조를 형성하고 우주의 팽창을 가속화한다고 믿는다. 하지만 전문가들은 이러한 수수께끼 같은 현상들에 대해 많이 이해하지 못한다. 2023년쯤 발사될 예정인 ESA의 유클리드 우주 망원경은 암흑 물질의 특성을 파악하고 이것이 시간이 지남에 따라 우주에 미치는 영향을 측정할 것이다.

발사 후 유클리드는 JWST와 같은 작동 위치로 이동하여 지구에서 약 100만 마일 떨어져 있는 라그랑지안 2 지점을 도는 궤도에 진입할 것이다. 유클리드는 그곳에서 4피트 직경의 거울, 가시광선 영상 시스템, 근적외선 분광계를 사용하여 약 150억 광년의 거리까지 하늘의 3분의 1을 관측할 것이다. 이는 우리에게 약 100억 년 과거를 보여줄 수 있다. 유클리드 과학자들은 은하계와 은하계가 오랫동안 하늘의 많은 부분에 걸쳐 어떻게 변화하는지를 연구함으로써 암흑 물질과 암흑 에너지가 은하 형성과 우주 전체의 진화에 어떤 영향을 주는지 파악하고자 한다.

◇보잉이 스페이스X를 따라잡다

보잉은 마침내 2023년 4월 중에 스타라이너 우주선의 유인 시험 비행을 시작할 것이다. 보잉은 스페이스X 크루 드래곤 우주선의 경쟁자로 최대 7명을 수용할 수 있는 캡슐인 스타라이너를 개발했다. 크루 드래곤 우주선처럼, 스타라이너는 NASA의 커머셜 크루 프로그램의 일환으로 우주비행사들과 화물들을 ISS로 실어 나를 것이다.

그러나 크루 드래곤이 우주비행사들을 ISS로 비행시키는 동안 스타라이너는 2020년 12월 무인 시험 비행에서 우주선이 ISS에 합류하지 못하는 소프트웨어 결함을 시작으로 지연을 발생시키는 많은 문제에 부딪혔다. 그러나 보잉은 포기하지 않았고 2022년 5월에 ISS와의 무인 랑데부를 완료하여 다가오는 유인 시험 비행을 위한 길을 열었다.

모든 것이 잘 진행된다면 NASA는 두 종류의 우주선에 문제가 생길 경우에 대비하여 우주국에 약간의 예비력을 제공하면서 우주비행사를 ISS로 보내는 커머셜 크루 프로그램에서 스타라이너와 크루 드래곤 비행을 통합할 것이다.

◇민간 기업

NASA가 점점 더 보잉, 스페이스X, 그리고 다른 계약자들에게 ISS로의 비행을 의존하게 되면서 민간 우주 사업자들은 2023년에 그들만의 큰 계획을 세웠다.

액시엄 스페이스는 2022년 4월 민간 우주인 4명을 우주정거장에서 2주 이상 체류하게 한 회사의 첫 임무에 이어서 여름에는 민간 승무원을 ISS에 파견해 2주간 체류시킬 계획이다. 액시엄 스페이스는 새로운 거주지를 만들 계획도 있는데 처음에는 ISS와 연결되어 있다가 2031년 NASA가 ISS를 떠날 때 자유비행 우주정거장을 만들기 위해 분리될 예정이다.

2021년 9월 인스퍼레이션 4 미션으로 최초의 민간 궤도 우주 비행에 자금을 지원한 억만장자 재러드 아이작먼도 2023년에 돌아올 것이다. 폴라리스 던 미션은 늦어도 3월에 발사될 예정이며 아이작먼이 세 명의 승무원과 함께 전세 우주선 스페이스X 크루 드래곤에 탑승하는 것을 다시 한 번 보게 될 것이다. 인스파이어 4와는 달리 폴라리스 던 승무원 중 적어도 두 명은 최초로 우주선 밖에서 개인 우주 유영을 할 계획이다.

한편, 제프 베조스가 설립한 블루 오리진은 2023년쯤 뉴 글렌이라고 알려진 궤도 로켓의 첫 시험 비행을 시도할 것이다. 회사는 베조스와 윌리엄 섀트너 등 유명 인사들을 궤도 진입을 하지 않는 뉴셰퍼드 로켓에 태워 우주 가장자리로 날려 보냈지만 아직까지 궤도 비행은 하지 않고 있다. 올해 회사는 더 높은 목표를 향할 것이다.

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다. 

/글 JON KELVEY & 이가영 기자