출장용접 ‘달 선점’ 두고 중국에 쫓기는 미국 “월면 착륙선 개발, 스페이스X만 기다리지 않을 것”

출장용접 미국 정부가 일론 머스크가 이끄는 스페이스X가 아닌 다른 우주기업에 유인 달 착륙선 개발을 맡길 수 있다는 뜻을 밝혔다. 기존 계약 업체인 스페이스X의 개발 속도가 ‘2027년 인간 달 착륙’ 목표를 달성하기에는 너무 느리다는 판단을 내린 것이다. 중국보다 먼저 달에 사람을 보내기 위해 총력을 기울이고 있는 미국 정부의 새 조치가 효과를 발휘할지 이목이 쏠린다.
션 더피 미국 교통부 장관 겸 미 항공우주국(NASA) 임시 국장은 20일(현지시간) 미국 CNBC, 폭스뉴스와의 인터뷰에서 스페이스X와 맺은 달 착륙선 개발 계약을 철회할 수도 있다는 뜻을 밝혔다. 그러면서 “우리는 한 기업만을 기다리지 않을 것”이라고 말했다.
2021년 스페이스X를 달 착륙선 개발 기업으로 선정한 NASA는 총 40억달러(약 5조6900억원) 규모 계약을 맺었다. NASA는 사람 2명을 태워 2027년 월면에 착륙시키는 것을 핵심으로 한 ‘아르테미스 계획’을 추진 중인데, 이때 사용할 달 착륙선 개발을 스페이스X에 맡긴 것이다.
스페이스X가 개발 중인 것은 ‘스타십’이라는 우주선이다. 문제는 스타십이 기술적으로 언제 완성될지 불투명하다는 점이다. 2023년부터 시험발사 중인 스타십은 지금까지 11차례 이륙했지만, ‘완벽 성공’이라고 부를 만한 것은 올해 실시된 10·11차 발사 두 번뿐이다. 나머지는 기체가 일부 파손되거나 아예 공중에서 폭발했다. 두 차례 성공도 모두 달 주변이 아닌 지구 궤도를 도는 데 국한됐다.
특히 달까지 가는 스타십은 지구 궤도에 뜬 다른 우주선에서 연료를 재보급받아야 한다. 인류가 실행한 적 없는 고난도 기술이다. 이 때문에 2027년 정말 스타십에 사람을 태워 달 착륙을 실행할 수 있겠느냐는 의구심이 최근 미국 우주과학계에서 새어 나오고 있다.
더피 장관 발언은 이런 우려를 반영한 것으로 보인다. 그는 “일정이 뒤처져 있다”며 “다른 우주기업이 스페이스X와 경쟁하도록 할 것”이라고 했다. 가장 유력한 경쟁업체는 제프 베이조스가 이끄는 블루 오리진이다. 블루 오리진은 ‘블루문’이라는 달 착륙선을 개발하고 있다.
미국 정부가 달 착륙 일정에 신경을 곤두세우는 것은 중국 때문이다. 우주 패권을 두고 미국과 경쟁 중인 중국은 2030년 유인 달 착륙을 목표로 삼고 있다. 아직은 미국 목표 시점(2027년)이 앞서 있다. 하지만 스타십의 느린 개발 속도를 고려하면 중국보다 먼저 달에 사람을 보낸다고 장담할 수 없다는 것이 미국 정부의 판단인 것이다.
머스크는 이날 엑스에 “스페이스X는 번개처럼 움직이고 있다”며 “결국 달 임무는 스타십이 맡게 될 것”이라는 게시물을 올렸다.
원자력발전소 사고 상황에서 ‘수소 폭발’ 위험 등을 평가하는 프로그램을 만든 연구소가 기존 버전의 한계를 인정하며 2010년대 후반 최신 버전을 내놨지만, 국내 당국은 지난해 실시한 평가에 기존 버전을 그대로 사용한 것으로 드러났다. 수소 폭발을 막기 위해선 보다 정밀한 분석이 필요하다는 지적이 나온다.
21일 경향신문 취재를 종합하면 미국 전력연구소는 2017년 ‘중대사고 해석 시뮬레이션 프로그램’(MAAP·맵) 최신 버전 ‘5.04’를 배포하면서 이전 버전들에 한계가 있다고 밝혔다. 맵은 미국 전력연구소가 라이선스를 제공하는 대표적인 원전 안전성 검증 프로그램 중 하나다. 원전 사고 상황을 예측하고 안전성을 분석해 원전 중대사고(쓰나미 같은 설계 범위를 넘는 요인으로 핵연료 손상이나 방사성물질이 누출되는 사고 등을 의미)를 대비하는 데 사용된다.
미국 전력연구소가 2019년 발행한 맵5.04 설명서를 보면 “1990년대 나온 맵4 버전은 (수소 등) 가벼운 기체가 성층화되는 경향을 표현할 수 있도록 일부 기능을 추가했다”면서도 “수소 성층화로 이행되는 보다 광범위한 현상들을 포착하기에 한계가 있었다”고 적혀 있다. 수소 성층화는 대기보다 가벼운 수소가 원전 내부 상단에 몰리는 현상을 말한다. 수소가 한곳에 몰리면 폭발 가능성이 훨씬 더 커진다.
개선된 맵은 수소 성층화를 포착하는 역할을 한다. 원자력안전위원회 등 국내 당국이 지난해 5월 발표한 중대사고 수소 분석에서 사용된 건 맵4.06 버전이다. 맵4 버전은 공간 전체 수소 농도의 ‘평균값’을 측정하지만 맵5.04부터는 공간을 여러 개로 나눠 수소 농도를 측정해 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
이 때문에 일각에서는 안전당국이 맵4.06 버전으로 측정해 수소 밀집을 제대로 규명하지 못했다는 지적이 나왔다. 2011년 후쿠시마 원전 사고 등 그간의 대형 원전 사고가 핵연료봉이 과열되면서 생성된 수소가 폭발한 사고인 만큼, 한 구역에 밀집될 수 있는 수소의 폭발 위험성을 규명해야 한다는 취지다.
2021년 국내 원전에서 사용하는 수소제거기(수소를 물로 만들어 수소 농도를 낮추는 장치)에서 불꽃이 일어난다는 공익제보로 안전 문제가 불거졌다. 안전당국은 지난해 5월 발표한 성능 검사 결과에서 “격납 건물의 안전성에 영향 없다”고 결론 내렸다. 원전 격납계통을 30여개 구획으로 나눠 맵으로 확인한 결과, 불꽃 현상이 발생해도 원전 내 수소 농도가 안전 기준치인 10%에 못 미쳐 수소 폭발로 이어지지 않는다는 것이다.
원안위 관계자는 “맵5가 수소 농도 분석을 조금 더 잘할 수 있는 능력은 있지만, 맵4를 이용해도 농도 분석에서 큰 문제는 없다”고 밝혔다. 원전 분석 구획을 30개 정도로 나눠서 수소 농도의 차이를 분석했고, 맵4로 수소 농도를 분석하는 것도 충분하다는 해외 연구가 많다는 설명이다.
하지만 한병섭 원자력안전방재연구소 이사는 “공기 흐름을 평가하기 위해선 (범위를) 아주 잘게 잘라 분석해야 하는데, 기존 맵 분석은 원전 1기를 집 한 채 크기만 한 30개의 큰 덩어리로 나눠 해석하는 것”이라며 “분석 단위가 크면 클수록 정확도는 떨어질 수밖에 없다”고 지적했다.
국회 산업통상자원중소벤처기업위원회 소속 김원이 더불어민주당 의원은 “정부는 국민의 생명과 직결된 문제인 만큼 안전평가 체계를 전면 재정비하고, 국민이 신뢰할 수 있는 과학적 검증 시스템을 구축해야 한다”고 말했다.

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