헬기 6대 싣고 화성으로…NASA, 원자력 우주선 첫 도전 [우주로 간다]

미국 항공우주국(NASA)이 2028년 화성을 향한 첫 원자력 전기 추진(NEP) 우주선 발사를 추진한다.

스페이스닷컴 등 외신은 24일(현지시간) NASA가 ‘스카이폴(Skyfall)’ 프로젝트를 통해 최초의 원자력 추진 행성 간 우주선을 선보일 계획이라고 보도했다.

NASA가 화성에 헬기 6대를 투입할 수 있는 원자력 우주선을 보낼 계획이다. 사진은 ‘스카이폴’ 헬리콥터 콘셉트 (이미지=에어로바이런먼트)

NASA는 이번 프로젝트를 '원자력 추진 행성 간 최초 우주선'으로 규정했다. 핵심 우주선인 ‘스페이스 리액터-1 프리덤(Space Reactor-1 Freedom, SR-1 프리덤)’은 화성 궤도에 도달한 뒤 소형 헬리콥터 편대를 화성 표면에 투입하는 임무를 수행할 예정이다.

첫 원자력 전기추진 적용 우주선, SR-1 프리덤

SR-1 프리덤에는 원자력 전기 추진(NEP) 시스템이 탑재된다. 이 시스템은 지상 원자력 발전소와 유사하게 핵분열 반응로를 이용해 우라늄 핵분열로 열에너지를 생성하고, 이를 통해 고온·고압의 증기를 만들어 전기를 생산한다. 이후 생성된 전기로 이온 추진기를 구동해 추진력을 얻는 방식이다.

이는 그 동안 NASA의 심우주 탐사선 전력 공급에 사용돼 온 방사성 동위원소 열전발전기(RTG)와는 다른 방식이다. RTG는 방사성 물질의 자연 붕괴 과정에서 발생하는 열을 전기로 변환하는 방식으로, 전력 공급에만 사용되며 추진 기능은 없다.

원자력 전기추진(NEP) 시스템이 탑재된 SR-1 프리덤 우주선 (이미지=NASA)

NASA는 “핵추진보다 낮은 작동 온도를 필요로 하는 이 원자로에서 생성된 열에너지는 전기를 생산하고, 이 전기는 고효율 전기 추진기를 구동하는 데 활용된다”고 설명했다.

NASA는 NEP 기술을 향후 우주 탐사의 핵심으로 보고 있다. 태양계 외곽 로봇 탐사부터 아르테미스 프로그램을 통한 달 기지 운영까지 다양한 임무에 적용될 가능성이 제기된다.

화성 탐사에 소형 헬리콥터 편대 활용

해당 프로젝트는 지난해 여름 NASA 제트추진연구소(JPL)와 방산업체 에어로바이런먼트가 처음 공개하며 주목 받았다. 특히 화성 탐사를 위해 소형 헬리콥터 6대를 동시에 투입하는 점이 특징이다. 프로젝트명 ‘스카이폴’ 역시 영화 속 헬리콥터 장면에서 착안한 것으로 알려졌다.

이 헬리콥터들은 ‘스카이폴 기동’이라는 기술을 활용해 별도의 착륙장치 없이 화성 표면에 자동 착륙한다. 이후 유인 착륙 후보지를 탐색하고, 물과 얼음 자원, 생명체 흔적 등을 조사할 예정이다. 헬리콥터에는 카메라와 지표투과레이더가 탑재돼 향후 인간 탐사에 적합한 착륙 지점의 경사와 위험 요소를 분석한다.