스페이스 클럽 NASA가 2028년 화성 임무인 스페이스 리액터-1 프리덤 미션 공개

[발사대]

NASA의 중요한 발표에서 재러드 아이작먼 국장과 기관 지도자들은 향후 2년 내에 화성 핵 탐사 임무 계획을 제시했습니다.

이 프로젝트는 기존 루나 게이트웨이 하드웨어를 재배치하여 우주에서 매우 효율적인 대량 수송을 시연하는 것으로, 우주선에는 여러 대의 인제뉴이티급 헬리콥터가 탑재되어 붉은 행성을 탐사할 예정입니다.

이 임무는 스페이스 리액터-1 프리덤(SR-1 Freedom)으로 2028년 12월 발사될 예정입니다.

https://youtu.be/gkYQVYQESbs

이 임무는 우주에서 핵분열을 이용해 전기 추진기를 구동하는 방식을 보여주는 것을 목표로 합니다. 핵기술은 수십 년 전부터 존재해 왔지만, 지금까지 추진력, 목적, 목표, 리더십이 부족했습니다.

NASA의 핵분열 표면 동력 프로그램 책임자 스티브 시나코어는 목표를 명확히 요약했습니다: 핵 전기 추진을 시연하는 것.

NASA는 다가오는 화성 이송 창 동안 발사할 계획이며, 기존 하드웨어를 활용해 비용과 일정을 절감하고, 화성 관련 과학을 수행하며, 놀라운 영상을 지구로 전송하고, 향후 고출력 장기 임무를 준비할 예정입니다.

중요한 점은, 이것이 지구의 영향권을 벗어나는 최초의 핵추진 우주선이라는 점이다.

SR-1 프리덤 작동 원리:

이 우주선은 고분석 저농축 우라늄과 이산화우라늄으로 연료를 공급하는 20킬로와트 이상의 핵분열 원자로를 탑재했으며, 붕소 탄화물 방사선 차폐막에 감싸져 있습니다.

그 옆에는 첨단 폐쇄형 브레이튼 사이클 전력 변환 시스템(Brayton closed cycle power conversion system)이 있는데, 이는 원자로의 열 에너지를 추진기용 전기로 변환하는 고효율 폐쇄 루프 열기관입니다.

SR-1 프리덤은 핵 열 추진(NTP)이 아닌 핵 전기 추진(NEP)을 사용할 예정입니다. 원자로는 오직 제논 이온 추진기를 구동하기 위한 전기만을 생산할 것입니다.

이 구성은 1960년대 NERVA 엔진 프로그램과는 다릅니다. NERVA는 초고온 원자로 코어에 초저온 액체 수소를 공급해 추력으로 뜨겁고 빠른 가스를 생성했습니다.

이온 추진기와 동력 시스템은 재활용된 루나 게이트웨이 하드웨어에서 나올 것입니다. 원래 달 우주정거장의 전력 및 통신 허브로 설계된 동력 및 추진 요소(PPE)는 현재 화성으로 전환되고 있습니다.

이 모듈은 이미 존재하며 전원이 공급되었습니다. PPE가 재활용된 것은 이번이 처음이 아닙니다; 이전에는 취소된 소행성 리다이렉트 차량의 버스로 개발되었습니다.

운영 개념(CONOPS):

지구 탈출 궤도로 발사된 후, 우주선은 몇 시간 내에 태양광 패널을 전개할 예정입니다. 원자력 추진으로 전환하지만, PPE의 태양광 패널은 원자로가 가동하지 않을 때 전기를 생산합니다.

발사 후 48시간도 채 지나지 않아 핵분열 원자로가 가동되어 이온 추진기가 핵 에너지로 점화될 것입니다. 발사 약 1년 후, SR-1 프리덤은 화성 근처에 도착할 예정입니다.
핵심 과학 탑재체

인 스카이폴은 5회 비행을 위해 설계되었으나 3년에 걸쳐 72회를 완수한 인제뉴이티에서 영감을 받았습니다. 인제뉴이티급 헬리콥터 3대가 우주선에 탑재될 예정입니다.

이 헬리콥터들은 대기권 진입 후 중간에 배치되어 이전 화성 로버처럼 스카이 크레인 시스템에 의존하지 않고 스스로 착륙할 예정입니다.

표면에 도착하면, 그들은 지하 수역을 지도화하는 지하 레이더를 장착한 잠재적 인간 착륙지를 탐사할 예정이며, 이는 향후 화성 기지 지원을 위한 현장 자원 활용에 필수적입니다.

NASA는 또한 이번 임무를 위한 추가 학생 주도 과학 탑재체를 검토 중입니다.

일정과 준비 상태:

개발 일정은 매우 촉박하며, 단 3개월 후에 시작되며, 6월부터 주요 설계 및 하드웨어 개발이 시작됩니다. 시스템은 2028년 1월까지 조립, 통합 및 테스트를 위해 구축되고 준비되어야 합니다. 전체 발사체는 12월 발사에 앞서 2028년 10월까지 발사장에 도착할 예정입니다.

발사체는 아직 확정되지 않았으나, PPE는 이전에 39A에서 완전 소모용 스페이스X 팔콘 헤비를 탑재해 거주 및 물류 전초기지 모듈과 함께 발사하는 계약을 체결한 상태였다.

팔콘 헤비는 화성에 16,800킬로그램을 운송할 수 있으며; PPE의 질량이 약 5,000킬로그램이기에 원자로, 시스템, 탑재체를 충분히 수용할 공간이 있습니다.

앞으로를 내다보며:

NASA는 스페이스 리액터-1 프리덤이 최종 설계도가 아니라 길잡이임을 강조합니다. 기술 시연은 달 환경에 맞게 개조된 루나 리액터-1과 같은 향후 임무를 안내할 것입니다. 상업 제공자들의 의견은 빠르면 6월부터 수렴될 예정입니다.

2030년대에는 원자로가 수십 킬로와트에서 수백 대, 그리고 결국 메가와트 규모 시스템으로 성장하여 달 탐사 및 유인 화성 임무를 가능하게 할 수 있습니다.

이 목표 달성은 스페이스 리액터-1 프리덤의 성공에 달려 있으며, 이는 중요한 첫걸음이 될 것입니다.

이 발표는 NASA의 점화 행사에서 이루어졌으며, 이 행사에서는 아이작맨의 지도 아래 아르테미스와 국제우주정거장 이후 운영을 더 실현 가능하게 만들기 위한 광범위한 전략적 조정도 제시되었습니다.

리드 이미지 렌더링: NASA

스페이스 클럽(Space Club)