NASA, 상세 비행 후 검토 결과 아르테미스 II 오리온 열 차폐막 예상대로 작동했다고 발표

NASA는 10월 15일 공개한 업데이트에서 아르테미스 II 임무에 사용된 오리온 우주선 열 차폐막에 대한 추가 공학 분석을 통해 열 보호 시스템이 예상대로 작동했음을 보여주는 초기 데이터가 확인됐다고 밝혔다. 우주비행사가 오리온에 탑승한 첫 임무인 이번 비행은 4명의 승무원을 태우고 달을 돌아 2026년 4월 10일 샌디에이고 앞바다 태평양에 착수하며 귀환했다. NASA가 함께 공개한 이미지 기사에는 캡슐 착수 직후 미 해군 잠수사들이 촬영한 열 차폐막의 수중 사진이 실렸다.

NASA에 따르면 오리온은 귀환 과정에서 음속의 39배에 이르는 최고 속도에 도달했고 가열 정점에서 화씨 4,000도가 넘는 외부 온도에 노출됐으며, 그동안 선실은 화씨 70도대 중반을 유지했다. NASA는 우주선이 계획된 대기권 진입점(entry interface)에서 192피트 이내에 도달했고 예측 착수 지점에서 0.59마일 떨어진 곳에 내려왔다고 밝혔다.

이번 결과는 무인 아르테미스 I 비행에서 열 차폐막의 탄화 물질이 손실된 뒤 NASA가 실시한 변경 조치에 따른 것이다. NASA는 에임스 연구센터에서의 아크 제트(arc jet) 시험을 바탕으로, 오리온이 대기권 진입에서 착수까지 지상 궤적을 따라 이동할 수 있는 최대 다운레인지 거리를 단축해 차폐막이 아르테미스 I 문제와 연관된 온도 범위에 머무는 시간을 줄였다. NASA는 이를 통해 균열과 탄화층 손실이 10분의 1로 줄었다고 밝혔다. 엔지니어들은 아르테미스 II 차폐막에서 크기가 다양한 9곳의 탄화층 손실 지점을 발견했는데, 아르테미스 I에서는 103곳이었다. 차폐막은 186개의 개별 Avcoat 블록으로 구성되며, NASA는 1,300개의 세라믹 타일로 덮인 백셸(backshell) 역시 예상대로 작동했고 창문, 배기구, 추력기, 측면 해치의 밀봉부 주변에서 과열 징후는 없었다고 밝혔다.

평가는 아직 끝나지 않았다. NASA는 팀이 차폐막 표면의 레이저 스캔을 수행했고, 이를 비행 전 측정값과 비교해 재료가 얼마나 침식됐는지 파악하고 있으며, 그 결과는 이후 예측치와 대조될 것이라고 밝혔다. 차폐막은 앨라배마주 헌츠빌의 마셜 우주비행센터로 옮겨졌고 8월에 시료 채취와 내부 X선 스캔이 시작됐다. NASA는 재료 시험 및 열 해석과 함께 시료 채취가 장기적인 열 차폐막 개발을 지원하기 위해 계속 진행 중이라고 밝혔다. 내년 지구 저궤도에서 수행될 예정인 아르테미스 III에 대해 NASA는 Avcoat 블록이 균일하고 일관된 투과성을 갖도록 열 차폐막 설계를 개선했다고 밝혔다.

열 차폐막은 비행 전부터 면밀한 검증 대상이었다. 아르스 테크니카는 지난달 아르테미스 II 차폐막을 변경 없이 비행시키고 대신 재진입 경로를 바꾸기로 한 NASA의 선택이 논란이 없지 않았다고 보도했으며, 아르테미스 I 이후 분석에서 Avcoat가 가스를 배출할 수 없어 가스가 갇히면서 균열을 일으켰다는 사실이 확인됐다고 전했다. 아르스에 따르면 항공우주 안전자문위원회(Aerospace Safety Advisory Panel) 회의에서 위원 폴 힐은 차폐막 상태를 “매우 만족스럽다”고 평가하며 약 9곳의 탄화층 손실 지점을 언급했다. 힐은 또한 상충 관계도 지적했다. 수정된 비행 프로파일은 오리온의 다운레인지 능력을 줄였는데, 이 능력은 기상이 바뀔 경우 계획 담당자들이 적절한 착수 지점을 찾는 데 도움이 된다. 그는 아르테미스 III 및 이후 임무용으로 투과성이 더 높은 Avcoat를 적용하면 훨씬 더 큰 다운레인지 능력이 복원될 것이라고 말했다.