달의 다음 발자국은 어떤 모습일까?

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아르테미스 임무에서 우주 비행사가 착용하는 문 부츠는 착용자를 험난한 지형과 극한의 온도로부터 보호해야 하지만 가장 기억에 남는 역할은 그들이 남기는 지문일 것입니다.

그것은 아폴로 우주 시대의 가장 오래 지속되는 이미지 중 하나입니다 . 달 표면의 회색 먼지 토양에 눌린 외롭고 얕은 마름모꼴입니다. 우주 비행사 Buzz Aldrin의 부츠 밑창에 있는 손잡이에 의해 형성된 조밀한 레골리스 막대가 수평으로 가로질러 있습니다. 이제 인간이 다른 세계에 남긴 최초의 발자국 중 하나로 틀림없이 인간 노력의 강력한 상징입니다.

실제로 이 지문은 1969년에서 1972년 사이에 달에 발을 디딘 12명의 우주비행사가 남긴 수백 개 중 하나에 불과합니다.

그리고 우리가 아는 한 그 지문은 오늘날까지도 남아 있습니다. 그것들을 침식시킬 바람이나 비가 없다면 그것들은 수백만 년 동안 표면에 남아 있을 것입니다 .

NASA가 이제 달의 남극 에 새로운 우주 비행사를 보낼 준비를 하고 있는 지금 , 달 표면에 지워지지 않는 흔적을 남기는 또 다른 발자국이 있을 수 있습니다. 하지만 50년 후 달 표면의 첫 발자국은 어떤 모습일까요? 그리고 그것들을 만드는 부츠는 원래의 아폴로 우주비행사들이 신었던 부츠와 얼마나 다를까요?

 

NASA와 그 상업 파트너들은 차세대 문 부츠를 위한 재료를 설계하고 다듬는 데 수년을 보냈습니다. 4명의 새로운 우주비행사가 아르테미스 프로그램을 통해 2025년에 마침내 달에 착륙할 때 , 그들의 신발은 착용자를 편안하고 안전하게 유지하기 위해 아폴로 부츠가 할 수 없었던 방식으로 작동해야 합니다. 그들은 우주 비행사를 -225(-373°F)의 낮은 온도에서 오랜 기간 동안 보호해야 할 뿐만 아니라 달 남극의 크레이터가 많은 지형 에서 안정을 유지해야 합니다 .

혁신적인 소재와 기술을 부츠에 통합하는 것과 함께 엔지니어들은 앞으로 수천 년 동안 달 표면을 표시할 지문에도 관심을 기울이고 있습니다. 이 달 신발의 밑창은 달 표면을 적절하게 잡아야 할 뿐만 아니라 최초의 문워커가 남긴 신발처럼 상징적이고 즉시 알아볼 수 있을 것입니다.

새로운 문 부츠에 대한 연구 개발을 주도해 온 NASA 존슨 우주 센터의 우주복 엔지니어 Zach Fester는 "그 안에 내장되어야 하는 몇 가지 기능적 특성이 분명히 있습니다."라고 말합니다. "견인력은 절대적으로 중요합니다. 부츠 밑창이 다양한 표면 기능에 노출되기 때문에 더 단단한 암석과 푹신한 표토뿐만 아니라 차량, 사다리, 로버와 같은 더 단단한 금속 표면에도 잘 고정되어야 합니다. 트레드에는 또한 마모에 강합니다. 하지만 [발자국의] 사진이 꽤 상징적이기 때문에 미학도 분명히 그것의 일부입니다."

달 표면의 일부를 덮고 있는 두꺼운 먼지는 달의 부츠를 설계할 때 특별한 문제를 제시합니다(Credit: Nasa).

Artemis 임무에 사용될 우주복의 전체 디자인은 올해 초 국제 우주 정거장에서 두 번째 개인 우주 비행사 임무를 수행한 상업 우주 회사인 Axiom Space와 계약을 맺었습니다 . 2023년 3월에 공개된 새로운 우주복의 핵심 부분은 달장화 자체가 될 것입니다. 하지만 아직 부츠의 정확한 디자인은 공개되지 않았다. ( 달에 맞는 옷을 만드는 데 필요한 것이 무엇인지 자세히 알아보십시오 . )

그러나 부츠가 충족해야 할 요구 사항에 대해 NASA에서 발표한 연구와 제안된 일부 디자인에 대한 초기 테스트는 몇 가지 단서를 제공합니다.

아마도 가장 큰 도전은 달의 적도 지역의 비교적 평평한 착륙 지역에서 주로 수행된 아폴로 임무와 비교할 때 우주 비행사가 직면하게 될 온도일 것입니다. 아르테미스 3호가 달에 착륙하면 승무원들은 달 남극의 매우 다른 환경에 착륙하게 됩니다.

"남극의 경우 우리는 훨씬 더 추운 기온을 보고 있습니다."라고 Fester는 말합니다.

이 지역은 영구적으로 그늘진 지역이 있는 것으로 알려져 있습니다. "그들은 수천 년 동안 태양을 보지 못했습니다."라고 Fester는 말합니다. "그 중 일부는 48도 켈빈 (-373F/-225C) 이하 로 내려갈 수 있습니다. 태양 아래 있으면 150F(65C) 북쪽으로 갈 수 있습니다. 그리고 우주 유영은 4시간에서 8시간이 될 수 있습니다. 그래서 그 시간에 꽤 큰 온도 변동을 만날 수 있습니다."

이것은 절연이 핵심이 될 것임을 의미합니다. Nasa와 Axiom은 부츠 내부의 온도를 편안하게 유지하는 데 도움이 되는 새로운 유형의 절연 폼과 코팅을 테스트해 왔습니다.

액시엄 스페이스(Axiom Space)의 선외 활동(EVA) 부 프로그램 매니저인 러셀 랄스톤(Russell Ralston)은 "이 부츠는 아폴로 기간 동안 존재하지 않았던 고급 소재를 사용하여 달 남극의 극한 온도를 견딜 수 있도록 특별히 설계되었습니다. AxEMU. "우리는 달 남극의 추운 온도를 견디기 위해 몇 가지 독특한 재료를 사용하고 있습니다. 여기에는 우주 비행사의 발을 열적으로 보호하도록 설계된 불소 중합체, 절연 재료 및 코팅의 새로운 공식이 포함됩니다."

달빛 장화를 신는 것은 새 신발을 신는 것만큼이나 중요합니다 - Zach Fester
Nasa의 엔지니어들이 고려한 한 가지 옵션은 부츠에 "활성 가열" 요소를 추가하여 추가적인 따뜻함을 제공하는 것이었습니다. 그러나 부티 라디에이터에는 트레이드 오프가 있다고 Fester는 말합니다. "적극적으로 난방을 하고 있다면 어딘가에서 전력을 끌어와야 합니다." 이것은 부츠에 무게를 더할 수 있는 배터리와 케이블 연결과 우주 비행사가 수행하는 전체 부하를 의미합니다. 

우주비행사가 장기간 달 표면을 탐험하고 향후 미션에서 달에 영구적인 기지를 건설할 가능성이 있는 상황에서 소량의 추가 벌크도 이동 효율성을 떨어뜨릴 수 있습니다. 엔지니어들은 부츠의 핏이 가능한 한 완벽하도록 해야 하지만, 아폴로의 동료들이 하지 못한 다른 문제, 즉 우주비행사의 신체 크기 범위에 직면해야 합니다. 아르테미스는 최초의 여성이 달에 발을 디딘 것을 보게 될 것입니다. 이것은 우주 비행사가 모두 남성이었고 거의 모두 같은 키, 나이 및 체중이었던 아폴로 임무보다 부츠에 훨씬 더 많은 크기가 필요할 수 있음을 의미합니다 .

"우리는 개인에게 딱 맞는 부츠를 얻기 위해 개인과 협력할 수 있는 방법을 찾고 있습니다."라고 프로토타입 부츠와 수트를 입고 돌아다니며 그들이 어떻게 느끼는지 테스트하는 데 많은 시간을 보내는 Fester는 말합니다. 그러나 수많은 맞춤 사이즈를 만드는 대신 패딩 인서트와 외부 조임 메커니즘으로 미세 조정할 수 있는 선택 사이즈로 부츠가 출시될 것입니다.

"AxEMU 음력 부팅은 Apollo 임무 중에 사용된 것보다 훨씬 더 편안하고 이동성이 뛰어날 것입니다."라고 Ralston은 덧붙입니다.

우주비행사들은 또한 달에서 예상대로 수행할 수 있도록 부츠를 신고 훈련을 시작하기 전에 상당한 시간을 보낼 것입니다. "그들은 완벽한 핏을 얻을 때까지 그 부츠를 신고 훈련하고 또 다른 옵션을 시도할 것입니다."라고 Fester는 말합니다. "달빛 장화를 신는 것은 새 신발을 신는 것만큼이나 중요합니다."

그리고 약간의 편안함을 원하는 사람들을 위해 항상 더 낮은 기술 솔루션이 있습니다. "저는 개인적으로 각 발에 두 개의 양말을 신습니다. 6시간 동안 훨씬 더 기분이 좋습니다."라고 Fester는 말합니다.

아폴로 임무 동안 달 위를 걸었던 12명의 남자가 남긴 발자국은 수백만 년 동안 여전히 그곳에 남아 있을 가능성이 높습니다(Credit: Nasa).

또 다른 주요 고려 사항은 달 표면 자체에서 비롯됩니다. 달의 많은 부분을 덮고 있는 미세 먼지는 불규칙한 모양과 날카로 워서 마모성이 높습니다 . 또한 먼지를 표면에 쉽게 달라붙게 만드는 전하를 가지고 있지만 전기 장비에 큰 피해를 줄 수도 있습니다. 이 물질을 다시 착륙 모듈이나 달 서식지로 추적하는 것은 확실히 바람직하지 않습니다.

Ralston은 그의 회사가 디자인하고 있는 부츠는 먼지가 갇힐 수 있는 영역을 최소화하기 위해 거의 매끄러운 디자인을 가질 것이며 전기적으로 대전된 먼지가 부츠에 달라붙는 것을 방지할 수 있는 재료를 사용할 것이라고 말했습니다.

하지만 그들이 남길 발자국은?

아폴로 동안 우주비행사들은 우주복 자체의 일부인 더 부드러운 내부 신발 위에 끈으로 묶은 뻣뻣한 장화를 신었습니다. 달 표면에 독특한 알약 모양의 프린트를 준 것은 바로 이 장화였습니다. 그리고 그들이 달 캡슐로 돌아왔을 때 우주비행사들은 덧신을 벗고 달에 두었습니다 .

Fester는 "오버부츠는 지상 작업을 위해 특별히 착용한 다음 이후에 던져 버렸습니다. 집으로 돌아왔을 때 무게를 줄이기 위해 표면에 두었습니다."라고 Fester는 말합니다. ( 달에 남겨진 다른 이상한 물체 에 대해 자세히 알아보십시오 .)

Fester와 Ralston은 모두 아르테미스 루나 부츠가 오버부츠를 사용하여 유사한 접근 방식을 채택할지 여부는 아직 결정되지 않았지만 온도 및 내마모성에 대한 요구 사항에 따라 결정될 것이라고 말했습니다. NASA에서 테스트한 초기 프로토타입은 이것이 선호되는 옵션일 수 있음을 나타내는 것 같습니다. 그리고 밑창 자체는 Apollo에서 사용된 것과는 상당히 다르게 보입니다. 하나의 실리콘 아웃솔은 셰브론 모양을 특징으로 하는 반면 다른 하나는 남극의 분화구 표면에서 더 나은 접지력을 제공하기 위해 하이킹 신발과 같은 복잡한 트레드를 가졌습니다.

Axiom Space는 달에서 사용될 AxEMU 우주복 디자인의 일부로 혁신적인 재료를 통합했습니다(Credit: Axiom Space)

Ralston은 현재 최종 트레드가 언더랩처럼 보일 수 있는 세부 사항을 유지하고 있지만 한 가지 단서를 제공했습니다. 달에게."

그러나 정확히 어떻게 생겼는지 그는 말하지 않습니다.

한 가지는 분명합니다. 달의 다음 발자국은 마지막 발자국만큼이나 중요하며 우주 탐사의 새로운 시대를 열 것입니다. 달은 단순히 그 자체로 목적지가 아니라 화성을 포함한 태양계의 추가 유인 탐사를 위한 기착지가 될 것입니다 . 

수백만 년 동안 다른 세계에 상징적인 흔적을 남길 무언가를 작업하는 기분이 어떤지 물었을 때 Fester는 약간의 긴장을 인정했습니다.

"압박은 없지?" 그는 말한다. "그것과 함께 오는 절대적으로 강한 책임감이 있습니다. 나에게 그 사진은 남겨진 발자국보다 훨씬 더 많은 것을 나타냅니다. 그것은 지상에서 일어나는 모든 테스트, 로켓, 승무원 캡슐 및 착륙선을 나타냅니다. 우리를 표면으로 데려다 주세요. 우리가 함께 할 수 있는 것과 우리가 실제로 얼마나 성공할 수 있는지에 대한 이미지입니다."