책상 옆 도서관

1957년 10월 4일 소련은 세계 최초의 인공위성 ‘스푸트니크 １호’를 발사하자 전 세계의 사람들, 특히 미국 사람들에게 큰 충격을 주었다. 미국은 이듬해인 1958년 1월에 바로 ‘익스플로러 １호’의 발사에 성공했고, 이때 지구 주위를 고리 모양으로 둘러싼 방사선 입자의 띠를 발견했다. 1958년 7월 미국 항공 우주국(NASA)을 신설하였고, 우주개발을 위한 새로운 체제를 갖추었다. 이후 미소 양국은 국위를 건 ‘우주 경쟁(space race)’을 시작했다.

소련은 유인 우주 비행, 우주 유영, 무인 달 연착륙 등 새로운 우주 기술에서 항상 미국을 한발 앞섰다. 미국도 막대한 국가 예산을 걸고, 행성 탐사체나 인공위성 발사 계획을 강력히 추진했다. 또한 유인 우주 계획인 머큐리계획, 제미니계획에 이어, 인간을 달에 보내기 위한 아폴로계획에 착수했다.

아폴로계획은 케네디 대통령이 1961년 5월 의회에서 미국은 1960년대에 사람을 달에 보내고 무사히 귀환시키는 계획에 나서야 한다고 국민에게 당부하면서 시작한 것이다. 국가의 위신을 건 아폴로계획으로 개발한 ‘새턴(Saturn) ５호’ 로켓은 길이 111m, 발사 총 질량 2,900t으로 현재까지 개발된 세계 최대 로켓이다. 이 거대한 로켓으로 미국은 1969년 7월 20일 인류 최초의 달 착륙에 성공했다. 역사에 남는 엄청난 행사였지만, 이 순간 미소 양국의 ‘우주 경쟁’ 시대는 끝났다. 그 배경에는 우주개발에 막대한 국고를 소비하는 것에 대한 미국 국민의 비판이 있었기 때문이다.

이후 생활에 직접 연결되는 실용 위성과 국제 협력에 무게를 둔 우주개발이 동시에 이루어졌다. 1975년 미소 양국의 협력으로 아폴로-소유스 프로젝트(Apollo–Soyuz Test Project)가 이루어진 것이 한 가지 실례이다. 또, 미국 이외 국가들도 우주개발에 나서서 통신, 방송, 기상관측용 실용 위성을 잇달아 발사하였다.

전후 소련이 우주개발에 미국보다 항상 한 걸음 앞선 배경에는 여러 가지 요인이 있겠지만, 세르게이 코롤료프가 공헌했기 때문이다. 일찍이 독일의 로켓 기술을 조사하고 습득한 그는 스푸트니크를 시작으로 우주로켓과 유인 비행까지 지도자로서 소련의 우주개발을 추진하였다. 그는 뛰어난 시스템 공학 수완으로 소련의 ‘폰 브라운’으로 불렸다.

로켓 기술이 비약적으로 발전한 것은 전쟁 중 독일에서 로켓 기술이 시작되었고, 전후 초강대국인 미국과 소련이 군사용 로켓의 개발에 최대 역점을 두고 막대한 국고를 투자했기 때문이다. 그것은 선구자들의 순수한 꿈과는 동떨어진 것으로, 정치 세계의 현실이었다. 현실적으로 당시의 우주개발은 개인의 꿈과 노력으로 실현할 수 있는 것이 아니었다. 그것을 실현하려면 막대한 자금과 많은 과학자와 기술자, 폭넓은 기술력과 조직을 종합적, 유기적으로 통합하는 시스템 공학(system engineering)을 빠뜨릴 수 없다.

폰 브라운은 선견지명을 가지고 현실 정치를 하면서도 시스템 공학의 능력을 발휘한 놀라운 과학자였다. 일본의 한 과학자가 ‘시스템 공학은 폰 브라운이 정의한 분야’라고 주장한 것은 타당한 말이다. 다만 2차 세계대전에서 패전한 독일에서의 행동은 미국 에서도 이견이 많았다.

NASA의 우주선 운항은 아폴로계획 직후 추진한 미국의 유인 우주 정거장인 스카이랩(Skylab) 계획 이후 중단된 유인 우주 활동을 재개하면서, 지상과 우주 공간을 자주 왕복하고, 비행사와 물자의 우주 수송비용을 절감할 예정이었다. 혁명적인 우주 운송 수단인 이른바 우주왕복선(Space shuttle)의 개발을 시작하였다. 미국은 1981년 4월 첫 비행에 성공했다.

이후 1986년 1월 우주왕복선 챌린저(Challenger)호가 케네디 우주센터에서 발사된 직후, 양쪽의 고체로켓 부스터(Booster) 2기 중 1기의 결합부에서 화염이 분출되었고, 우주왕복선 전체가 공중분해 되는 사고가 발생했으며, 이것이 우주왕복선의 25번째 비행이었다. 이때 최초의 여성 우주비행사, 최초의 동양계 미국인, 최초의 아프리카계 미국인을 포함하여 7명의 탑승원 전원이 희생됐다.

또한, 2003년 2월 우주왕복선 컬럼비아(Columbia)호가 발사 직후 상승 비행 중에 발생한 궤도선(Orbiter vehicle)의 기체 손상(사후 추정한 결함)으로, 지구로 귀환하려고 우주 공간에서 대기권에 재돌입하면서 공중분해 되는 사고가 발생했으며, 7명의 탑승원 전원이 희생됐다.

우주왕복선은 사고로 잃어버린 2대를 포함하여 모두 5대의 기체로 총 135회를 비행하였고, 국제 우주 정거장에 비행사나 물자 수송 같은 다양한 임무를 수행한 뒤 2011년 7월에 퇴역했다.

우주왕복선의 운용 실적은 약 30년간 명확하다. 하지만 대기권을 재돌입하면서 공력 가열이 극심해서 ‘재사용형 우주왕복선’의 운용비용은 생각보다 너무 많이 들었다. 우주왕복선은 기술적으로 ‘부분 재사용형’으로는 성공했지만, 저비용 우주 수송기의 운용은 큰 문제를 남겼으며, 실패했다고 볼 수 있다. 이 경험을 바탕으로 재사용형 우주 수송기는 유인과 무인 시스템을 별도로 운용해야 한다는 게 전문가의 일치된 시각이다. NASA를 비롯한 선진국의 우주 기관도 같은 생각으로 가까운 미래의 유인 우주 수송 시스템을 구상하고 있다.