NASA는 Artemis 4 임무를 시작으로 Space Launch System(SLS)의 주요 상단부(upper stage)로 United Launch Alliance(ULA)의 Centaur 5를 활용하는 계약을 공식화했습니다. 2026년 3월 7일에 확정된 이 전략적 통합은 Vulcan 로켓의 검증된 비행 이력을 활용하여 Artemis 프로그램에 필요한 중량물 발사 능력을 강화합니다. Centaur 5로 전환함으로써 NASA는 심우주 아키텍처를 간소화하고 달 탐사를 위한 지속 가능한 발사 주기를 보장하는 것을 목표로 합니다.
SLS의 기존 Exploration Upper Stage(EUS)는 어떻게 되었나?
NASA는 Artemis 프로그램의 일정을 위협하는 상당한 비용 초과와 일정 지연으로 인해 Exploration Upper Stage(EUS) 사용을 중단했습니다. 원래 Boeing에서 개발한 EUS는 예상 비용이 초기 9억 6,200만 달러에서 거의 28억 달러로 급증했으며, 이에 따라 NASA는 2028년 발사 시기를 맞추기 위해 비행으로 검증되고 더 비용 효율적인 Centaur 5 아키텍처를 우선시하게 되었습니다.
EUS를 포기하기로 한 결정은 Artemis 프로그램 조달 전략의 중대한 전환점입니다. NASA 행정관 Jared Isaacman은 2026년 2월 27일 Kennedy Space Center에서 열린 브리핑에서 이 변화를 발표하며 "SLS 함대의 표준화"를 강조했습니다. 이번 조치는 아키텍처의 복잡성을 줄이고, 이전에 루이지애나주의 Michoud Assembly Facility에서 발생한 품질 관리 문제로 지연되었던 제조 공정을 가속화하기 위해 설계되었습니다.
NASA 감사관실(OIG)의 2024년 보고서에 따르면, EUS 개발은 원래 일정보다 거의 7년이나 뒤처져 있었습니다. 보고서는 전체 SLS Block 1B 비용이 첫 비행 전에 57억 달러에 달할 것으로 예상했습니다. Centaur 5를 통합함으로써 NASA는 원래 달 유효 탑재량을 11톤 증가시키려 했던 4개 엔진 구성의 EUS를 계속 개발할 때 수반되는 "수용할 수 없는 일정 영향"을 피할 수 있게 되었습니다.
Centaur 5는 Blue Origin의 상단부와 어떻게 비교되는가?
Centaur 5는 기존 NASA 인프라, 특히 Mobile Launcher 1(ML1)과의 탁월한 호환성을 제공하기 때문에 Blue Origin의 New Glenn 상단부 대신 선택되었습니다. 두 상단부 모두 액체 수소(LH2)와 액체 산소(LOX)를 사용하지만, Centaur 5는 지상 시스템에 약간의 수정만 필요한 반면, New Glenn 상단부는 Vehicle Assembly Building(VAB) 높이 제한에 따른 막대한 비용의 재설계가 필요했을 것입니다.
Marshall Space Flight Center의 기술 평가에서는 ULA 하드웨어의 몇 가지 주요 장점을 강조했습니다.
- 인터페이스 호환성: Centaur 5는 기존 Exploration Ground Systems(EGS) 인터페이스 및 엄빌리컬(umbilical) 수축 메커니즘과 일치합니다.
- 엔진 성숙도: Centaur 5에 사용되는 RL10 엔진은 수십 년간의 비행 이력을 보유하고 있으며 Commercial Crew 프로그램을 통해 유인 비행 인증을 받았습니다.
- 물리적 치수: Blue Origin의 상단부와 달리 Centaur 5는 Mobile Launcher Crew Access Arm의 위치를 변경할 필요가 없습니다.
NASA 관계자들은 New Glenn Upper Stage(NGUS)를 채택하려면 단축된 구성을 위한 전체 규모의 개발 및 재인증 테스트가 필요했을 것이라고 언급했습니다. 이는 발사 빈도 증대와 임무 안전이라는 현재의 과업을 고려할 때 Artemis 프로그램이 감당할 수 없는 "추가적인 비용 리스크"를 초래했을 것입니다.
NASA ULA Centaur 계약은 단독 소스 수의계약인가?
예, NASA는 ULA가 엄격한 2028년 마감 기한을 맞출 수 있는 유일한 공급업체라는 점을 들어 United Launch Alliance에 Centaur 5에 대한 단독 소스(sole-source) 계약을 체결했습니다. 8페이지 분량의 조달 문서에 따르면 다른 대안은 새로운 계약업체 인력 배치 및 하드웨어 재작업에 필요한 시간으로 인해 "수용할 수 없는 지연"을 초래할 것이라고 확인했습니다.
조달 정당성 입증 문서에서는 Artemis 프로그램에 내재된 시간적 제약을 강조합니다. NASA는 발사 최소 9개월 전부터 Kennedy Space Center에서 처리 기간을 가져야 합니다. Centaur 5는 2024년 이후 Vulcan 로켓에서 이미 4번의 성공적인 비행을 마쳤기 때문에 기존 지원 인프라를 활용하는 "저위험" 솔루션입니다. Tory Bruno 전 ULA CEO는 이전에 정부가 SLS 설계 변경을 요청할 경우 회사가 그러한 아키텍처 변화에 대비하고 있다고 밝힌 바 있습니다.
SLS 아키텍처의 진화와 Artemis 프로그램
Space Launch System의 표준화는 달 탐사 임무의 장기적인 생존 가능성을 보장하기 위한 NASA 지도부의 일차적인 목표가 되었습니다. Artemis 프로그램을 위해 "Block 1에 근접한 구성"으로 이동함으로써, NASA는 검증되지 않은 EUS의 이론적으로 더 높은 성능보다 신뢰성과 발사 빈도를 우선시하고 있습니다. 이러한 진화는 고질적인 지연을 겪는 단일 고중량 운송 시스템보다 일관된 연간 발사 주기가 Lunar Gateway 조립에 더 가치 있다는 점을 인정한 것입니다.
Artemis 4 임무는 이 새로운 구성의 데뷔 무대가 될 것입니다. 원래 NASA는 처음 세 번의 임무에서 Interim Cryogenic Propulsion Stage(ICPS)를 사용한 후 EUS로 넘어갈 계획이었습니다. Centaur 5의 선택은 ICPS보다 높은 성능을 제공하는 동시에 Delta 4 및 Vulcan 프로그램의 유산을 유지하는 중간 지점을 형성합니다. 이러한 전략적 전환은 Mobile Launcher 2 업그레이드와 관련된 막대한 자본 지출 없이도 Mobile Launcher 1을 핵심 자산으로 유지할 수 있게 해줍니다.
기술 프로필: Centaur 5의 이점
Centaur 5 상단부는 Centaur 3에 비해 직경이 커지고 추진제 용량이 증가하여 상당한 기술적 도약을 나타냅니다. Vulcan 로켓을 위해 설계된 이 상단부는 지구에서 출발하여 수 시간의 이동 후 달 근처에서 정밀한 궤도 투입이 필요한 Artemis 프로그램 임무 프로파일에 필수적인 고급 열 관리 시스템을 활용합니다.
5.4미터 직경 외에도 Centaur 5는 두 개의 Aerojet Rocketdyne RL10C-1-1 엔진으로 구동됩니다. 이 엔진들은 심우주 투입에 중요한 높은 비추력을 제공합니다. SLS 코어 스테이지와 동일한 추진제인 액체 산소와 액체 수소를 사용하는 이 상단부의 특성은 Launch Complex 39B에서의 연료 보급 운영 물류를 간소화합니다. 또한, Centaur 5는 이미 미 우주군(U.S. Space Force)의 다양한 임무 프로파일을 통해 신뢰성을 입증하여 NASA에 유인 비행 인증을 위한 견고한 데이터 세트를 제공했습니다.
비행 이력: Vulcan에서 SLS까지
2024년 1월 이후 처음 네 번의 Vulcan 발사에서 보여준 Centaur 5의 성공적인 성능은 NASA가 계약을 확정하는 데 필요한 실증적 증거를 제공했습니다. 이러한 비행 이력은 새로운 로켓 상단부와 관련된 전형적인 "첫 비행" 위험을 완화하므로 선정 과정의 주요 동인이 되었습니다. Artemis 프로그램의 경우, 대기권 상승과 진공 상태에서의 재점화라는 가혹한 환경을 이미 견뎌낸 상단부를 사용하는 것은 유인 임무에 있어 큰 안전상의 이점입니다.
NASA의 Exploration Ground Systems 팀은 SLS 통합에 필요한 미세 조정을 마무리하기 위해 이미 ULA와 협력을 시작했습니다. 이 팀들은 Atlas 5 및 Delta 4 프로그램에서 얻은 수년간의 경험을 보유하고 있어, Kennedy Space Center에서 하드웨어를 취급하는 인력들이 상단부의 운영적 특성에 정통하도록 보장합니다. 이러한 "조직적 기억"은 NASA가 임무 안전과 일정 준수를 유지하는 데 있어 무형의 필수 자산으로 간주됩니다.
Artemis 프로그램의 향후 전망
Centaur 5의 통합은 SLS Block 1B 및 Block 2 구성을 위한 새로운 궤도를 설정하며, 지속 가능한 중량물 발사 자립에 집중합니다. Artemis 프로그램이 예산 문제로 비판을 받아왔지만, 이러한 "기본으로의 회귀" 접근 방식은 프로그램의 재정적 발자취를 안정화하기 위한 것입니다. Centaur 5와 같이 상업적으로 개발된 하드웨어를 활용함으로써 NASA는 전통적인 심우주 탐사 목표와 현대 상업 우주 부문의 효율성을 성공적으로 결합하고 있습니다.
앞으로 Artemis 4 임무는 이 새로운 아키텍처의 최종 시험대가 될 것입니다. 성공한다면, Centaur 5를 탑재한 SLS는 Lunar Gateway 물류 및 유인 착륙 시스템(HLS) 지원을 위한 주력 기체가 될 것입니다. 이 계약은 달 공급망의 핵심 파트너로서 United Launch Alliance의 역할을 확고히 할 뿐만 아니라, 원래의 Exploration Upper Stage를 가로막았던 개발 장애물 없이 NASA가 Artemis 5와 그 이후로 나아갈 수 있는 명확한 경로를 제공합니다.
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