중국, 무인 달 비행 계획 공개…유인 달 착륙 목표 시한 다가와

로켓 두 대, 우주비행사 세 명, 그리고 2030년 이전 착륙

중국은 첫 유인 달 착륙에 나서기 전에 멍저우 우주선과 란웨 달 착륙선을 무인 비행시킬 계획이다. 창정 10호 로켓 두 대를 사용해 우주비행사 세 명을 달 궤도까지 보내는 임무에 주요 시험 단계를 추가하는 것이다. 이 가운데 두 명은 달 표면으로 내려가고, 멍저우는 지구와 달 사이를 오가는 수송선 역할을 맡는다.

이 계획은 베이징에서 열린 제7회 유인 우주비행 학술대회의 10월 31일 발표에서 공개됐다. 800명이 넘는 전문가와 학자가 참석한 이번 대회에서 중국은 2030년 이전에 우주비행사를 달에 보내 과학 조사와 기술 실험을 수행하고 승무원을 지구로 귀환시키는 것을 목표로 제시했다.

중국유인우주국 대변인 장징보는 창정 10호 로켓, 멍저우 우주선, 란웨 착륙선, 왕위 달 우주복, 탄쒀 탐사차 등 핵심 장비 5종의 개발 상황도 밝혔다. 중국항천과기집단공사가 발표한 공식 사업 업데이트에 따르면 해당 장비의 초기 시제품 제작이 완료됐다. 이 자료는 착륙 목표 시점을 2030년까지로 제시한 반면, 학술대회 발표는 2030년 이전으로 밝혔다.

실질적인 과제는 지구에서 각각 발사된 우주선들이 달 근처에서 도킹하고, 착륙과 재이륙을 거쳐 안전하게 귀환하는 전 과정을 함께 수행하도록 하는 것이다. 따라서 시험 계획은 우주비행사가 달 표면에 발을 내딛는 순간보다 훨씬 광범위하다.

승무원에게는 각 단계가 다음 우주선의 준비 상태에 달려 있다. 멍저우가 착륙선에 도달해야 하고, 란웨는 표면에서 돌아와야 하며, 그 뒤 멍저우가 모든 승무원을 지구까지 데려와야 한다. 계획된 무인 비행은 사람이 탑승하기 전에 새 우주선을 실제로 비행시켜 시험하는 과정이다.

달 여행은 어떻게 진행되나

창정 10호 로켓 두 대가 각각 발사된다. 한 대는 란웨를, 다른 한 대는 멍저우를 싣는다. 두 우주선은 달 궤도에서 만나 도킹한다. 도킹은 우주비행사와 장비가 오갈 수 있도록 우주선 두 대를 연결하는 것을 말한다.

멍저우는 지구와 달 궤도 사이를 우주비행사 세 명과 이동하도록 설계됐다. 이 가운데 두 명은 란웨로 옮겨 타 달에 내려간 뒤, 궤도를 도는 우주선으로 다시 올라온다. 이렇게 지구 왕복용으로 설계된 우주선과 달 주변 및 표면에서 작업하도록 설계된 착륙선이 여정을 나눠 맡는다.

달 표면에서 임무를 마친 란웨는 멍저우와 다시 도킹해 착륙팀이 귀환용 우주선에 합류할 수 있도록 한다. 따라서 임무에는 착륙 전과 후, 달 근처에서 모두 도킹에 성공해야 하는 과정이 포함된다.

학술대회 발표는 착륙, 표면 이동, 샘플 채취, 연구 수행, 귀환을 계획된 작업으로 제시했다. 기술 목표에는 지구와 달 사이의 왕복, 달 표면에서의 단기 체류, 우주비행사와 로봇 장비를 결합한 탐사가 포함된다.

시험 현황과 다음 단계

학술대회 발표에 따르면 해당 발표가 다룬 해 초에 창정 10호의 저고도 실증 시험과 최대 동압 조건에서의 멍저우 비상 탈출 비행이 성공했다. 최대 동압은 상승 중 속도와 공기 밀도의 조합으로 우주선에 가장 큰 공기역학적 하중이 가해지는 시점을 뜻한다.

장 대변인은 창정 10호 2단 추진 시스템 시험, 로켓을 고정한 상태에서의 엔진 연소 시험, 지상에서 실시한 멍저우 탈출 시험, 란웨 착륙·이륙 검증 시험 등 완료된 다른 작업도 소개했다. 이 시험들은 추진, 비상 탈출, 궤도와 표면 사이의 이동을 각각 확인한다.

주요 일정은 여러 단계에 걸쳐 있다. 다만 10월 31일 학술대회 발표에는 개최 연도가 명시되지 않았다.

• 학술대회 발표에서 다룬 해 초: 창정 10호 저고도 실증 시험과 최대 동압 조건에서의 멍저우 탈출 비행 성공.
• 10월 31일: 베이징에서 멍저우와 란웨의 유인 착륙 전 무인 비행 계획 공개.
• 2026년 3월: 기술 보도에서 우주선 시스템과 비상 절차를 다룬 전문 학술지 특집호 소개.
• 유인 착륙 전: 창정 10호 추가 검증 비행과 멍저우·란웨 첫 비행 계획.
• 2030년 이전: 학술대회 발표에서 제시한 중국 우주비행사의 첫 달 착륙 목표 시점.

무인 비행이나 첫 유인 착륙의 구체적인 발사 날짜는 공개되지 않았다. 앞으로의 임무 목록에는 우주비행사를 태울 우주선 개발과 함께 로봇 탐사선 창어 7호도 포함돼 있다.

시제품 제작에서 시스템 시험으로

장 대변인은 주요 비행 장비의 초기 시제품 제작을 마쳤다고 밝혔다. 쉽게 말해, 엔지니어들이 설계와 작동을 시험할 수 있도록 장비의 초기 버전을 개발한 단계다. 이후 비행 시험에서는 실제 임무 조건에서 우주선이 어떻게 작동하는지 살핀다.

공식 업데이트에는 란웨 통합 시험, 멍저우 열 시험과 탈출 시험, 창정 10호 실증 및 기술 검증 비행이 명시돼 있다. 통합 시험은 각 부품을 따로 살피는 대신 서로 연결된 여러 시스템을 함께 점검한다. 열 시험은 장비가 온도 조건을 얼마나 견디는지 확인한다.

장 대변인은 과학 연구 및 응용 탑재체의 설계도 확정됐다고 밝혔다. 탑재체는 과학 측정용 장비처럼 임무 수행을 위해 우주선에 실리는 장비를 말한다. 이와 동시에 발사장, 추적망, 지구 착륙장의 건설도 진행되고 있다.

이 시설들은 비행 장비와 이를 운용하는 인력을 연결한다. 추적소는 우주선의 위치를 파악하고 통신을 유지하는 데 도움을 준다. 착륙·회수 시설은 여정의 마지막 단계를 지원한다. 장 대변인은 여러 신기술의 검증이 아직 남아 있고 비행 시험 일정이 촉박해 업무량이 많다고 설명했다.

란웨는 착륙한 뒤 다시 이륙해야 한다

2026년 중국우주과학기술 제2호 특집에는 유인 달 임무를 다룬 논문 14편이 150쪽에 걸쳐 실렸다. 이 논문들을 다룬 3월 기술 보도에는 란웨가 어떻게 하강하고 위험 요소를 피하며 승객을 궤도로 돌려보낼지에 관한 상세 내용이 담겼다.

설계상 추진 모듈에는 YF-58-1 엔진이, 달 착륙 모듈에는 YF-36 엔진 4기가 사용된다. 추진 모듈은 주요 기동을 담당하고, 달 착륙 모듈이 하강을 마무리한다. 공개된 우주선 중량은 약 2만6,000kg이며, 달 착륙 모듈 추진 시스템의 추진제는 약 6,000kg이다.

란웨의 엔진 4기는 제어된 착륙과 이후의 상승을 모두 지원해야 한다. 기술 자료에 따르면 달 표면에서 며칠간 머문 뒤 달 궤도로 돌아와 몇 시간 안에 멍저우와 랑데부할 예정이다.

엔진에 문제가 생기면 절차가 달라진다. 하강 전 추진 모듈 엔진이 고장 나면 란웨는 궤도에 남아 착륙을 포기한다. YF-36 엔진 하나가 고장 나면 추력을 균형 있게 유지하기 위해 반대편 엔진도 정지한다. 비행 단계에 따라 궤도 복귀, 착륙 연기 또는 상승 시간 연장 등의 대응이 이뤄질 수 있다.

열도 설계상 고려 사항이다. 추진제 탱크는 승무원 공간 아래, 착륙 엔진 가까이에 있다. 기술 설명에는 열 보호와 냉각 대책, 작동 중 엔진 추력을 줄이는 기능이 포함돼 있다.

안전한 착륙 지점 찾기

란웨의 항법 시스템은 여러 종류의 센서를 결합한다. 별 추적기는 자세를 파악하고, 관성측정장치는 움직임을 추적하며, 레이더는 거리와 속도를 측정한다. 광학 항법 장치와 레이저 센서는 우주선이 표면에 접근할 때 위험 요소를 식별하도록 돕는다.

기술 논문은 기존 창어 달 탐사선과 톈원 1호 화성 착륙선에 사용된 장비를 활용해 자율 제어와 백업 기능을 강화한다고 설명한다. 자율 제어는 우주선이 일부 결정을 스스로 내릴 수 있게 해 착륙 중 신속한 조정이 필요할 때 유용하다.

기술 자료에 소개된 유도 시뮬레이션에서는 안전한 목표 지점에 접근할 때 정확도가 100m 이내에 도달했다. 화이라이현 시험 시설에서는 50m×35m×42m 규모의 공간을 사용했고 장비 위치 오차는 1m 미만이었다. 첫 번째 수치는 목표 지점에 접근하는 모의 비행 유도의 정확도를, 두 번째 수치는 시험 시설 내부 장비의 위치 오차를 가리킨다.

우주비행사들도 란웨 시뮬레이터에서 훈련하고 있다. 이 훈련은 착륙 소프트웨어 개선과 우주선 거동 예측에 활용된다. 착륙선 내부에는 연결 하나가 끊겨도 컴퓨터와 다른 시스템 간 정보 교환을 유지할 수 있도록 이중 광통신 연결을 갖출 예정이다.

멍저우의 비상 귀환 경로

멍저우의 안전 설계는 발사대에서 달 궤도까지 발생할 수 있는 비상 상황을 다룬다. 우주선에는 상승 전이나 상승 도중 비상 상황이 발생했을 때 승무원 캡슐을 위험에서 떼어내도록 설계된 탈출 타워가 있다.

기술 자료에 따르면 엔지니어들은 통합형 탈출 시스템보다 탈출 타워를 선택했다. 통합형 시스템을 쓰면 압력과 진동을 받는 서비스 모듈에 더 큰 구조적 부담이 가해지기 때문이다. 타워형 구조에서는 발사 때 사용하는 보호 외피인 공력 페어링 안에 서비스 모듈을 넣을 수도 있다.

폭발 볼트 8개가 캡슐과 서비스 모듈을 연결하고, 6개가 탈출 타워와 캡슐을 연결한다. 이 볼트는 명령을 받으면 구성 요소를 빠르게 분리해 탈출 절차를 진행하도록 설계됐다.

우주선이 달을 향해 출발한 뒤에는 비상 계획이 달라진다. 지구 궤도를 벗어난 뒤 심각한 문제가 생기면 멍저우는 주 엔진을 점화하지 않고 달 주위를 돌아 지구로 향할 수 있다. 달 궤도에서 고장이 발생하면 엔진 4기 또는 2기를 사용해 귀환을 시작할 수 있다.

문제와 궤적에 따라 달 궤도에서의 귀환에는 2~5일이 걸리는 것으로 제시됐다. 짧은 여정이라도 비상 상황이 시작된 뒤 며칠간 버틸 보급품과 정상 작동하는 장비가 필요하다. 하강 전 란웨에 문제가 생기는 일부 상황에서는 달 표면 탐사용으로 준비한 보급품을 이용해 달 궤도에서 임무를 연장할 수도 있다.

지구 귀환과 승무원 회수

멍저우의 귀환 캡슐은 무게가 약 6,000kg이며, 방열판을 분리한 뒤 지상 착륙 충격을 완화하기 위해 에어백 6개를 사용한다. 목표 착륙 속도는 수직 방향 초속 8m 미만, 수평 방향 초속 15m 미만이다.

캡슐은 똑바로 서거나 옆으로 누운 상태로 착륙할 수 있다. 수평 이동 속도가 충분히 낮을 때 에어백을 제어해 공기를 빼면 캡슐이 똑바로 선 상태를 유지하는 데 도움이 된다. 따라서 열 보호와 비행 제어뿐 아니라 회수 계획도 귀환 시스템의 일부다.

유인 우주선 귀환 캡슐을 대상으로 해상 수색·회수 작업을 성공적으로 마쳤다는 내용도 개발 성과로 보고됐다. 간략한 발표에는 구체적인 운용 내용이 더 담기지 않았다. 비상 귀환 경로에 따라 캡슐이 예정된 착륙 지점에서 벗어나 내려올 수 있어 회수 작업이 중요하다.

멍저우는 주로 달 탐사용으로 개발되고 있지만 지구 저궤도 우주정거장 임무도 지원하도록 설계됐다. 장 대변인은 멍저우 1호 임무가 우주정거장 비행과 함께 공개 임무 로고 공모 캠페인에 참여할 예정이라고 밝혔다.

달 탐사와 함께 이어지는 우주정거장 운영

학술대회 발표에 따르면 중국 우주정거장은 정기 운영 단계에 들어섰으며, 200건이 넘는 과학·응용 프로젝트가 궤도에 배치되거나 시행됐다. 프로젝트 분야는 우주 생명과학, 재료 연구, 기초 물리학, 유체 거동, 미세중력 조건에서의 연소 등이다.

미세중력은 궤도를 도는 우주선 안에서 경험하는 거의 무중력에 가까운 상태를 말한다. 그곳에서 재료와 유체, 불꽃을 연구하면 지구의 중력이 가리거나 바꿀 수 있는 거동을 관찰할 수 있다. 학술대회에서는 우주정거장 운영, 달 과학, 디지털 기술을 유인 우주비행 개발이라는 같은 주제 아래 다뤘다.

발표는 우주정거장을 방문할 첫 외국인 우주비행사와 비용을 낮추도록 설계된 화물 운송 체계도 전망했다. 궤도 실험실을 운영하면서 훨씬 먼 목적지를 준비하는 프로그램에 추가로 요구되는 과제들이다.

달 탐사 계획은 이제 세 가지 작업을 연결한다. 우주선을 제작하고, 정상 및 비상 상황에서의 작동을 시험하며, 발사·추적·회수 시설을 준비하는 일이다. 다음 주요 이정표는 검증 비행과 무인 우주선 임무로, 이를 통해 계획은 더 폭넓은 비행 시험 단계로 넘어가게 된다.

핵심 내용

• 중국은 첫 유인 달 착륙에 앞서 멍저우와 란웨의 무인 비행을 계획하고 있다.
• 창정 10호 로켓 두 대가 우주선을 각각 발사하며, 두 우주선은 달 궤도에서 도킹할 예정이다.
• 멍저우는 우주비행사 세 명을 달 궤도까지 수송하고, 이 가운데 두 명은 란웨를 타고 달 표면에 도달한다.
• 학술대회 발표는 착륙 목표를 2030년 이전으로 제시했으며, 공식 발표 자료는 2030년까지로 밝혔다.
• 공식 발표에 따르면 로켓, 우주선, 착륙선, 달 우주복, 탐사차의 초기 시제품 제작이 완료됐다.
• 추가 비행 시험, 착륙선 통합 시험, 우주선 안전 시험이 프로그램의 핵심 과제로 남아 있다.
• 기술 논문에는 엔진 백업 절차, 비상 귀환 경로, 멍저우의 지구 착륙용 에어백이 소개됐다.