우주 궤도여행의 꿈을 실현시켜주는 ‘국제 우주 정거장’(ISS)

“다국적 우주 국제 우주 정거장(ISS, International Space Station)”
이곳은 미국, 러시아, 영국, 프랑스, 일본, 이탈리아, 독일, 네덜란드, 벨기에, 스위스, 스페인, 스웨덴, 덴마크, 노르웨이, 캐나다, 브라질이 참가하고 있는데 실제로 이곳에 사람과 물자를 보내는 국가의 기관은 미국의 NASA와 러시아 연방 우주국, 유럽 우주 기구, 일본 우주항공 연구개발기구 등이다. 이들은 모듈(조립 부품)을 만들어 보내서 우주 정거장을 지었다. 중국은 여기에 참여하지 않고 독자적으로 텐궁(天宮) 우주 정거장을 건설 중이다.
이 이 우주 구조물의 운항은 러시아 연방 우주국이 맡고 있다. 러시아에서 만든 프로그레스 화물선의 동력이 주 추진력이기 때문이다. 러시아 연방 우주국은 일 년에 10여 차례 프로그래스의 로켓 엔진을 점화하여 국제우주정거장이 정상 궤도에서 벗어나지 않도록 기동시키고 있다 한다.

“국제 우주 정거장의 발전 과정”
국제 우주 정거장(ISS)은 쉽게 되지 않고 한 번에 되지도 않는다. 오랜 시간이 걸린다. 모듈(건축자재 부품)을 하나하나 쏘아 올려서 도킹을 통해서 조립해 나가는 과정이기 때문이다. 1998년 러시아가 시작했다. 초기에 러시아가 주도했지만 그후 미국 등에서 모듈을 올려서 조립하는 가운데 진전했다. 그러나 경제 상황 악화, 2003년의 사고, 2008년의 서브프라임 모기지 사태로 인해 2005년 완공이 지연되다가 계속 공사가 진행되어서 현재 NASA와의 협업으로 제작 중인 액시엄 스페이스(Axiom Space, Inc.)의 '액시옴 궤도 세그먼트(Axiom Orbital Segment)'에 속한 모듈들이 발사가 예정되어 있다.

“국제 우주 정거장은 날고 있다.”
흔히 잘못된 상식 중의 하나가 우주 정거장은 중력이 없는 상태에서 멈추어 있고 지구 따라서 돈다는 설이다. 그렇지 않다. 국제 우주 정거장에도 중력은 작용한다. 110km 올라가 보았자 지표면 중력이 3% 정도밖에 줄어들지 않는다. 그런데도 왜 우주인들은 우주선 안에서 무중력 상태로 떠다닐까? 우주정거장이 지구를 돌면서 만들어내는 원심력과 지구 중력이 서로 상쇄되어 무중력 상태가 되는 것이다. 지금 이 순간에도 우주 정거장은 상공 400km 지구 저궤도를 7.5km/s(시속 약 27,000km)라는 빠른 속도로 돌고 있다. ISS는 상공 400km, 즉 이론상 대기권 안에 있기 때문에 지금 이 순간에도 조금씩 중력에 의한 마찰로 속도가 줄어들고 있다. 궤도를 유지하기 위해 약 한 달에 한 번 러시아 모듈의 로켓 엔진으로 가속하고 있다. 만약 상상력을 발휘해서 지표면에서 엘리베이터를 타고 지표면에서 약 400km까지 올라간다 해도 무중력이 아니라 10%의 중력만 감소한 상태여서 엘리베이터 안을 정상적으로 걸어 다닐 수 있다 한다. 그만큼 중력은 세다.

“우주 정거장까지 가는 민간인 궤도 우주여행”
우주 정거장에 올라간 최초의 민간인은 2001년의 데니스 티토다. 그는 그곳에서 며칠을 방문한 후, 지구로 귀환했다. 그는 스스로를 ‘우주인’으로 불리기 원했으나 사실, 돈을 내고 우주 비행사들의 임무 수행하는데 ‘끼어서’ 간 것이다. 하지만 그는 맡은 임무를 수행했다면서 자신이 ‘우주 관광객’으로 불리기를 원치 않는다. 그 시절에 스페이스 어드벤처사가 러시아와 계약을 맺어 소유즈 로켓을 사용했던 그 여행의 비용은 약 2천만 달러였다고 추정하고 있다. 그후 이런 시스템을 이용해서 여행한 사람들인 남아공의 사업가 마크 셔틀워스(2002년), 미국의 사업가 그리그 올슨(2005년)도 우주여행에 2,000만 달러 이상을 냈다고 한다. 우리나라 돈으로 하면 200억 원 이상이다. 그러니 아무리 자신들이 일정 부분의 우주 임무를 수행했다 하더라도 본질은 엄청난 돈을 내고 우주 관광을 하는 것이다. 다만 우주관광을 실행하는 주체가 민간업체가 아니라 러시아 정부였다.

그후 민간인 회사에서 뛰어들었다. 2021년 9월 16일 스페이스X의 우주선 드래곤2 레질리언스 캡슐을 사용한 '인스피레이션4' 미션이 성공적으로 발사 및 궤도에 진입하면서 ‘준궤도’를 넘어서 ‘궤도여행’ 시대가 열렸다. 상공에서 잠깐 머무는 준궤도 여행과 달리 스페이스X의 우주선은 우주 정거장에 머물며 3일간 지구 궤도를 도는 것이다.
이전의 우주 정거장에 갔던 이들과 다른 점은 ‘우주비행사 없이’ 민간인만 4명이 탑승했다는 점이다. 원격으로 자동 운행되며, 터치스크린을 탑재하는 등 혁신적인 우주선이라는데 사진을 보면 이들은 천진난만 하게 웃고 있다. 사람들은 이들이 돈이 많아서 간다지만 돈이 있는 사람이 다 가는 것은 아니다. 우주 정거장 방문이 어마어마한 돈을 낼 가치가 있다고 믿기 때문이고, 또 우주비행사도 가지 않는데 원격 조종으로 갈 수 있다는 현대 문명에 대한 신뢰, 낙관, 대담함이 있어야 갈 수 있는 여행이다. 잘못해서 사고라도 만나면 저 컴컴한 우주에서 사라지거나, 고아가 될 수도 있는 것 아닌가? 그만큼 이들은 프런티어 정신(개척 정신)을 갖고 있는 사람들이다.

“민간인들의 우주 정거장까지 가는 궤도 우주여행 어디까지 왔나?”
그후 더 많은 민간인 회사에서 뛰어들었고 수많은 실험을 거친 후, 2002년 5월 6일, 일론 모스크가 설립한 미국의 우주 탐사 기업 ‘스페이스 X’는 발사체, 우주선, 소형 인공위성 등을 제조하여 페이로드 발사 대행, 위성 인터넷 등의 사업을 하고 있다. 일론 머스크는 장기적으로 화성의 식민지화를 목표로 하고 있다.
2022년 4월 8일, 미 항공우주국(NASA) 우주정거장 프로그램 매니저 출신인 마이클 서프레디니가 주도해 2016년 설립한 민간 우주관광 개발기업인 ‘액시엄 스페이스(Axiom Space)’는 ‘스페이스X’에서 개발한 로케트에 민간인 3명을 태우고 우주여행을 떠났다. 탑승객은 캐나다 투자업체 대표 마크 패시, 미 부동산투자업체 임원 래리 코너, 이스라엘 공군 출신 사업가 이탄 스티브다. 이들은 1인당 무려 5,500만 달러(약 700억원)를 냈다. 이 우주선은 20시간 비행 뒤 9일 오전 7시45분(한국 시각 오후 8시45분)에 국제우주정거장(ISS)에 도킹했다. 이들은 총 17일 동안 국제 우주 정거장에 머물면서 임무를 수행했지만 주 목적은 ‘우주관광’이었다고 한다. 민간인 탑승객들은 떠나기 전에 17주 동안 미 휴스턴 존슨 우주센터 등에서 우주비행에 필요한 훈련을 받았다.
그리고 2023년 5월 22일(현지시간) 오전 9시 12분(미 동부시간 기준)에 액시엄 스페이스(Axiom Space)는 ‘스페이스X’의 ‘크루 드래곤’ 로케트에 사우디 여성 등 민간 우주 여행객 4명을 태우고 ISS에 도킹한 후, 8일간 임무 수행을 마치고 귀환했다.

이렇게 미국의 민간기업 ‘액시엄 스페이스(Axiom Space)’와 ‘스페이스X’는 선두 주자로서 앞서 나가고 있는데 단지 우주관광객을 실어 나르는 것이 아니라 국제 우주 정거장에 상업용 우주 정거장도 지어 가면서 더 큰 우주여행을 위해 준비하고 있다. 앞으로 우주로켓 기술이 발달하고 상업용 우주 정거장, 거기에 설치된 우주 호텔이 많이 많이 생기면 점점 가격이 낮아지면서 우주여행의 대중화 시대가 올 가능성도 점점 생기고 있다.

“계획은 많지만 실패하는 기업들도 있다”
미국의 미국 우주 스타트업 오리온 스팬(orion span)은 2022년 우주호텔 오로라 스테이션(Aurora Station)을 오픈할 예정이었다는데 이 호텔에 12일 묵으려면 1인당 950만 달러(약 106억 원)를 내어야 한다고 알려졌다. 하지만 들려오는 소식에 의하면 2021년 3월 해당 홈페이지는 영업을 중단하고 보증금을 전액 환불했다고 밝혔다. 비글로우 스페이스(Bigelow Space Operations, BSO) 회사도 앞으로 우주 호텔을 건설해서 그곳에 체류하는 상품을 추진 중이라고 밝혀왔지만 현재는 휴면 상태다. 이렇듯이 현재 우주여행은 여러 곳에서 야심차게 시도하고 모객을 하지만 동시에 실패하는 사례들도 있다.
그럼에도 불구하고 우주 정거장, 우주 호텔 등은 추진 중이다. 선두 주자인 ‘액시엄 스페이스(Axiom Space)’는 ‘스페이스 X’의 유인 우주선 드래곤으로 ax-1(2022년 4월 8일), ax-2(2023년 5월 22일)를 성공시키며 민간 우주 여행객을 국제 우주 정거장에 보냈다. 이런 것을 통해서 기술을 축적한 후, 액시엄 스페이스는 자체적인 민간 우주정거장을 설치할 계획을 갖고 있다.