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[글로벌-Biz 24] 美 우주 계획 휘청…스페이스X·보잉 설계 위험?

[글로벌-Biz 24] 美 우주 계획 휘청…스페이스X·보잉 설계 위험?

수십건 문제 노출, 스케줄 이행 여부 불투명…기술적 문제 보안 등 유인 비행 늦어질 듯

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스페이스X와 보잉의 우주 비행 계획에 다양한 문제점이 지적되고 있다. 자료=스페이스뉴스
[글로벌이코노믹 김길수 기자] 미국 민간 우주탐사 기업 스페이스X(SpaceX)가 지난 3월 2일 첫 유인 캡슐 시험 발사에 성공하면서, 미 항공우주국(NASA)은 오는 5∼6월 위험 상황에 대처하는 비상탈출 시스템을 시험한 후 7월 실제 유인 우주 비행에 나설 계획이라고 발표했다. 미국 전역은 현재 우주 시대의 부활에 대한 기대감에 들떠 있다.

하지만 부푼 기대와는 달리 여전히 많은 분야에서 위험에 대한 보완 문제가 지적되고 있다. 심지어 이번 무인 비행 시험을 불과 보름 앞둔 상황에서도 수십 건에 달하는 다양한 문제점이 지적되어 NASA에 의해 보고된 사실이 드러나면서, 7월로 예고된 유인 우주 비행에 대한 스케줄 이행 여부도 불분명해졌다.

국제우주정거장(ISS)을 향해 다시 우주비행사를 보내려는 NASA의 계획은, 스페이스X와 보잉에 대해 각각 26억 달러(약 2조9562억 원)와 42억 달러(약 4조7754억 원)를 들여 유인 캡슐을 탑재한 로켓 발사 시스템 개발을 발주했다. 그리고 미국이 우주비행사를 배출하겠다는 결심은 지난 2011년 우주왕복선 계획이 종료된 이후 처음이어서 미국과 미국인 사이에서는 어느 프로젝트보다 큰 기대를 안고 있다.

그런데 NASA는 지난달 발표한 2018년 연례 보고서에서 4개의 '중요한 리스크 항목'을 언급하며, 스페이스X와 보잉(Boeing) 양측 모두에게 설계 및 안전에 대한 위험을 전달한 사실이 업계 관계자와 정부 보고서를 통해 드러났다. 이 때문에 올해 후반 유인 우주비행 재개를 목표로 하는 미국의 계획에 먹구름이 드리울 것이라는 전문가의 견해가 따랐다.

거액을 투자한 나사의 상업 승무원 프로그램(NASA's Commercial Crew Program, CCP)은 이달 초(현지 시간 3월 2일), 최초의 무인 비행 시험을 성공시켰다. 하지만 첫 유인 캡슐 시험 발사에 성공했으면서도 이 같은 지적이 따르는 것은, NASA와 보잉, 스페이스X 세 곳의 주장이 일치하지 않기 때문이다.

유인 비행의 성공과 실패 여부는 막대한 자금과 시간의 손실 외에도, 직접적인 인명과 연계되어 있다는 점에서 논란이 일고 있는 현 실태와 문제점에 대해 살펴봤다. <편집자 주>

■ 미해결 기술적 문제, 30건 이상 거론

보잉에 대해 보고서에서는, 단열 실드를 전개했을 때 캡슐에 생기는 구조적인 취약성을 지적했다. 또 스페이스X의 경우에는, 2016년 폭발 사고를 보완해 로켓 용기의 재설계와 탑승자가 캡슐에 탑승한 상태에서 연료 주입을 실시하는 '로드 앤 고(load and go)' 과정을 언급하고 있다. 게다가 '낙하산 성능'에서는 양사 모두 심각한 문제점이 지적됐다.

"스페이스X와 보잉 모두, 현재의 발사 일정을 소화하기에는 심각한 문제가 있다"고 보고서는 경종을 울렸던 것으로 알려졌다. 비록 시험 발사는 성공했더라도 하반기의 유인발사에서는 한치의 오차도 없어야 된다는 점을 감안할 때, 위험에 대한 NASA의 대응은 당연한 결과라 할 수 있다.

이외에도, 이번 계획과 밀접한 관계자 2명이 최근 로이터통신에 밝혔던 바로는, NASA의 우려는 앞서 보고서에서 나온 4개 항목 이외에도 여러 분야에서 따르는 것으로 알려졌다. NASA의 '위험성 데이터베이스'는 정보 수집과 시험, 그리고 스페이스X와 보잉 양사의 공동 작업을 포함해 엄격한 인증 과정 속에서 주기적으로 업데이트되고 있는데, 2월 초 시점에서, 스페이스X와 보잉 각각에 여전히 미해결로 남아있는 기술적인 문제는 30∼35건 정도 거론되고 있다고 한다.

실제 보잉과 스페이스X가 개발하고 있는 시스템은 최근 이미 수차례에 걸쳐 지연되는 사태를 겪고 있다. 물론 수십억 달러의 자금을 투입해 건설된 지구의 중력권을 이탈할 수 있는 우주선의 복잡성을 감안할 때, 계획의 지연은 이 분야에서는 흔한 일이다. 하지만 발견된 위험을 극복하지 않고서는 유인 캡슐을 발사할 수 없다는 것이 전문가들의 지적이다. 양사 또한 우려되는 위험의 대부분에 대해 대처하지 않고서는 우주비행사를 포함, 궁극적으로 우주 관광객을 운영하는 계획 자체를 이룰 수 없다는 사실을 간파하고 있다.

■ 위험에 대해 인지하면서도, 책임은 회피

NASA와 보잉, 스페이스X 모두 위험에 대해 인지하고 있다. 하지만 NASA의 이러한 지적과 보잉과 스페이스X의 답변이 상황을 설명하기에는 다소 미흡한 상태다. 이러한 위험 사실에 대한 공표 의무와 책임에 대해 NASA는 계획을 맡은 하청 업체의 책임과 권한을 강조하고 있는 반면, 보잉과 스페이스X는 NASA의 지적에 대해 사실무근이라는 태도로 일관하고 있다.

NASA의 조슈아 핀치(Joshua Finch) 대변인은 보고서를 통해 드러난 리스크에 대한 공표 의무에 대해 "보잉과 스페이스X에 관한 기술적인 질문은 모두 각각의 회사에 문의하라"고 답했다. 단 "비행의 안전 확보는 항상 스케쥴보다 우선한다"고 덧붙였다. 이는 돈을 지불한 만큼, 이행하는 것은 양사의 책임이라는 뜻으로 풀이할 수 있다.

한편, 보잉의 대변인 조쉬 배럿(Josh Barrett)은 지난 1월 실시한 '구조 시험 프로그램' 완료 시점에서, 캡슐의 구조적 취약성이라는 리스크는 이미 해결했다고 설명했다. 이어 보잉은 다른 많은 문제에 대응하고 있지만 "구조적으로 큰 시스템 변경을 필요로 하는 것은 아니다"라며, 리스크가 그리 심각하지 않다고 설명했다. 오히려 "당사에서 나오고 있는 수치는 NASA의 안전 기준을 웃돌고 있음을 보여주고 있다"고 배럿은 자신했다.

스페이스X의 대변인 제임스 글리슨(James Gleeson) 또한, NASA와 협력하면서 "지금까지 가장 안전하고 선진적인 유인 우주비행 시스템 중 하나를 개발했다"고 자랑했다. 글리슨은 "스페이스X에 있어서, 승무원의 안전한 비행보다 중요한 것은 없다"고 한 뒤, "그것이 우주비행을 꿈꾸는 사람에게 길을 터주겠다는 우리의 장기적인 목표의 핵심"이라고 강조했다.

사실 미국 전기자동차(EV) 대기업 테슬라의 일론 머스크 최고경영자(CEO)에 의해 설립된 스페이스X는, 획기적인 재사용 로켓 기술에 의해 로켓 발사 비용을 줄일 수 있으며, 세계 최대의 비행기 메이커이기도 한 보잉의 우주 관련 사업은 1960년대 미국 최초의 유인 우주비행 계획으로 거슬러 올라갈 정도로 전통과 기술력을 인정받았기 때문에 이 같은 주장에도 일리는 있다.

그리고 NASA는 3월 2일 성공한 스페이스X의 무인 비행 시험을 향한 '비행 준비 상황 점검'을 지난달 22일 실시한 뒤 결국 비행 시험을 허가했다. 이는 NASA 측에서 제기한 문제를 스페이스X가 해결했다는 확신이 있었기 때문에 가능했다. 그렇다면 과연 NASA가 보고서에서 제기했던 모든 문제점은 모두 해결된 것인가.

물론 현재로서는 무인 비행 시험을 성공한 것으로, 이러한 문제점이 어느 정도 해결되었다고도 생각할 수 있다. 그러나 우주비행사의 생명과 직결되는 유인 비행은 한치의 오차도 허용해서는 안되기 때문에 7월로 예고된 유인 비행도 NASA의 승인이 가능할지는 현재로서는 알 수 없다.

■ NASA의 낙하산 약점, 스페이스X는 부인

NASA는 스페이스X가 과거에 ISS로의 화물 수송용으로 설계한 캡슐과 인간을 나르기 위해 디자인된 새로운 캡슐 사이에서 "설계상의 모순을 일부 확인했다"고 프로젝트에 정통한 관계자 3명은 로이터에 설명했다. 이들은 캡슐이 초음속으로 지구의 대기권에 돌입할 때 전개해야 할 거대한 낙하산이 전개되는 타이밍이나 낙하산끼리의 상호 작용을 둘러싸고, 낙하산의 성능 및 탑승자의 안전을 확보하기 위해 캡슐을 충분히 감속할 수 있을지에 대한 우려가 있다고 밝혔다.

그리고 NASA의 안전위원회 또한 연례 보고서에서, 스페이스X에 대해 "낙하산 시스템의 재설계를 요청할 가능성이 있다"고 말했다. 만약 재설계가 결정되면 한층 더 시험을 강화할 필요가 생겨, 예정된 발사 계획은 몇 주 내지 몇 달 동안 지연이 될 가능성도 있다고 한다.

또한 NASA는 스페이스X의 캡슐이 바다에 착수한 후 직립 포지션을 취하기 쉽게하는 시스템 설계상의 문제가 있어, 과잉 침수의 위험이 발생하고 있다는 사실도 발견했다. 이러한 사실은 2명의 업계 관계자로부터 로이터에 제공된 정보이지만, NASA 당국도 이에 대해서만큼은 이미 인정한 상태다.

그러나 낙하산의 이러한 약점에 대해서도 스페이스X는 모두 부인하고 있다. 글리슨 대변인은 이에 대해, 스페이스X는 지금까지 CCP를 향해 17회의 낙하산 시험을 완료했으며, 향후 우주선 '크루드래곤(Crew Dragon)'의 제2회 실증 비행 전에 추가로 10회의 낙하 시험을 실시할 예정이라고 답했다.

또한 그는 낙하산 시스템은 여유있게 설계되어 있으며, 1개의 낙하산이 작동하지 않아도 캡슐은 안전하게 착수할 수 있다고 설명했다. 특히 크루드래곤의 외피에는 내수성(방수)이 있어 그 자체에 부력이 있기 때문에 "착수 후 승무원에게 위험할 것은 없다"고 그는 말했다.

■ 유인 우주 비행, 지연될 가능성 더 높아


NASA는 2월 초, 스페이스X의 크루드래곤 무인 비행 시험을 당초 계획했던 2월 23일이 아닌 3월 2일로 설정하고, 우주비행사가 탑승하는 유인 비행은 7월을 목표로 하고 있다고 발표했다. 그리고 실제 시험 비행은 3월 2일 실시해 성공했다. 하지만 당시 지연 이유에 대해서는 하드웨어에 관한 시험이나, 그 외의 작업을 완료할 필요성 등 일반적인 우려만을 들어 설명했다. 그리고 이처럼 모두가 수긍할 수 없는 답변은 유인 비행이 더욱 지연될 가능성을 높이고 있다.

NASA는 또, 보잉의 무인 우주선 '스타라이너(Starliner)'의 비행은 4월보다 더 이른 시기에는 없을 것이며, 유인 비행도 현재 8월로 예정되어 있다고 밝혔다. 하지만 이후에 밝혀진 NASA의 보고서에 따르면, 이 스케줄도 이미 달성이 위태로운 상태에 빠진 것으로 알려졌다.

실제 보잉이 직면한 과제에 대해 배럿 대변인은, 지난해 실시한 발사 탈출 시스템용 엔진 시험 도중 '시험대에 부식성 추진제가 누출된 문제' 등이 발견됐다고 시인했다. 그리고 당시 사고는 밸브의 결함에 의한 것으로 밝혀져, 보잉은 이미 설계를 재검토했으며, 공급 업체에 다시 발주한 상태라고 한다. 하지만 새로운 밸브도 향후 재검사는 반드시 필요하기 때문에 발사 스케줄에 영향을 미칠 것은 자명하다.

시험 비행의 목적에 대해 NASA는 "여러 가지 위험 항목을 해결하기 위해 필요한 데이터를 수집하는 방법 중 일부이기도 하다"고 설명하고 있다. 그리고 스페이스X와 보잉 모두 "안전이라는 점에서 공통의 과제를 안고 있다"고 미 정부 관계자는 말하고 있다. 서둘러 성과를 올려 수익을 창출하기보다는, 한층 더 안전하고 성숙한 기술을 보유하는 것이, 우주를 향한 미래의 비전을 전 세계인에게 보여주는 가장 빠르고 확실한 지름길이라 할 수 있다.


김길수 기자 gskim@g-enews.com