Athena 우주선, 달 착륙 후 전복돼 임무 종료

 (theguardian.com)
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  • 민간 달 탐사선 Athena가 달 남극 인근에 착륙한 뒤 옆으로 넘어지면서, Intuitive Machines의 IM-2 임무가 예정보다 일찍 끝남
  • 착륙 지점은 목표에서 약 250m 벗어났고, 초기 통신과 일부 전력 생산은 가능했지만 태양전지판 방향과 극저온 조건 때문에 재충전이 어렵다고 판단됨
  • 이번 사고는 2024년 2월 첫 착륙선 Odysseus가 미끄러지고 다리가 부러진 뒤 전복된 사례와 거의 같은 양상임
  • 착륙선에는 NASA의 Trident regolith drill, Lunar Outpost의 상업용 로버 Mapp 등 수억 달러 규모의 장비와 과학 실험이 실려 있었음
  • IM-2는 NASA CLPS 프로그램의 10개 계약 임무 중 하나였고, Intuitive Machines는 이번 착륙을 지금까지 가장 남쪽에서 이뤄진 달 착륙 및 표면 운용으로 평가함

Athena 착륙과 임무 종료

  • Texas 기반 Intuitive Machines가 보낸 Athena는 달 남극 인근 목표 지점에서 약 250m 떨어진 곳에 착륙함
  • 착륙 직후 일부 전력을 만들고 지구로 정보를 보냈으며, 엔지니어들은 “incorrect attitude”를 보여주는 데이터를 해석하고 있었음
  • 이후 회사는 높이 15ft, 즉 4.6m 우주선이 옆으로 누운 상태라고 확인함
  • 태양 방향, 태양전지판 방향, 분화구의 극저온이 겹치면서 Athena가 다시 충전되기 어렵다고 판단됨
  • 임무는 종료됐고, 팀들은 임무 중 수집된 데이터를 계속 평가 중임

실린 장비와 중단된 실험

  • Athena에는 NASA가 1972년 이후 처음으로 달에 우주비행사를 다시 보내기 위해 준비하던 과학 탐사 장비와 실험이 실려 있었음
  • 손실된 장비에는 수억 달러 규모의 장비가 포함됨
    • NASA의 Trident regolith drill은 물과 생명 유지에 필요한 다른 구성 물질을 찾기 위해 달 토양을 굴착할 예정이었음
    • 착륙선에는 로봇 이동 탐사 장비 3대도 실려 있었음
    • Colorado 회사 Lunar Outpost가 만든 Mapp는 달에 도달한 첫 상업 제작 로버였음

Odysseus와 반복된 전복 문제

  • Athena 실패는 Intuitive Machines의 2024년 2월 첫 달 착륙과 거의 같은 흐름임
  • 당시 Odysseus는 달에 도달한 첫 민간 임무였지만, 달 표면을 미끄러지고 다리가 부러진 뒤 전복됨
  • Athena는 Odysseus와 같은 길고 얇은 설계를 갖고 있었고, 일부 전문가들은 이 설계가 사고 반복으로 이어질 수 있다고 우려했음

NASA CLPS와 Artemis 3 준비

  • Athena의 10~14일 예정 임무 IM-2는 NASA의 26억 달러 규모 Commercial Lunar Payload Services(CLPS) 프로그램이 계약한 10개 임무 중 하나였음
  • CLPS는 유인 Artemis 3 임무가 도착하기 전에 민간 산업이 실험과 장비를 달로 보내도록 장려하는 프로그램임
  • Artemis 3는 현재 2027년 중반으로 예정돼 있음
  • 다른 CLPS 관련 임무인 Firefly Aerospace의 Blue Ghost Mission 1은 일요일 달 북동쪽 앞면 Mare Crisium의 Mons Latreille 인근에 똑바로 착륙함

Intuitive Machines의 평가와 정정

  • Intuitive Machines는 Athena의 도착을 “지금까지 달에서 가장 남쪽에 이뤄진 착륙 및 표면 운용”이라고 평가함
  • 회사는 남극 지역에 거친 태양 각도와 제한된 지구 직접 통신 조건이 있다고 설명함
  • 이 지역은 험준한 지형 때문에 피해 왔으며, Intuitive Machines는 IM-2의 통찰과 성과가 이 지역을 추가 우주 탐사에 열어줄 것으로 봄
  • 정정 사항으로, Athena는 목표 착륙 지점에서 250마일이 아니라 250m 떨어진 곳에 착륙함

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GN⁺   [-]
Hacker News 의견들

  • 이 두 번의 실패는 둘 다 충분히 피할 수 있었던 것 같음
    미국 정부가 플루토늄-238을 만들고 비축해서, NASA가 현재처럼 부족한 재고 때문에 아껴 쓰지 않아도 되고 승인된 민간 우주 탐사에도 보조금과 함께 쉽게 공급되게 했으면 좋겠음
    Voyager 1처럼 RTG 전원을 썼다면 47년 넘게 유용한 과학 데이터를 보내는 사례가 더 많았을 텐데, NASA나 Intuitive Machines 같은 민간 회사가 태양광 패널을 선택하면서 지난 수십 년간 놓친 과학적 통찰이 많았을 것임
    태양광 패널은 방향이 맞지 않으면 실패할 수 있고, 보통 출력도 훨씬 낮으며, 방사선·미세 운석·먼지 손상에도 취약해서 이런 장비들의 수명이 Voyager 1보다 훨씬 짧아지는 주된 이유가 됨

    • 모든 우주 과학 장비가 RTG를 쓰지 않는 이유 중 하나는, 발사 전마다 NASA가 로켓이 발사대에서 폭발했을 때 플로리다의 어느 범위가 1만 년간 거주 불가능해지는지 따지는 복잡하고 오래 걸리는 위험 분석을 해야 하기 때문임
      예전에 그 위험 분석을 직접 했었음
    • 대체로 동의하지만, 달은 우주선이 비상 대책 없이 달의 낮 동안 에너지를 모아 배터리에 저장하고 밤에 쓸 수 있다면 태양광 패널에 나쁜 장소는 아님
      우주선 자체 크기 정도, 혹은 더 작은 패널로도 충분한 전력을 만들 수 있음
      문제는 Juno [1]나 Europa Clipper [2]처럼 목성 근처에서 태양광 패널을 쓰는 임무인데, 탑재체 중심으로 개발과 질량 예산을 짜는 대신 우주선 대부분이 거대한 태양전지 배열이 되어버림. Juno 패널은 지구 궤도에서 14kW를 만들지만 목성 근처에서는 500W뿐임 [1]
      1. https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-juno-spacecraft-breaks-s...
      2. https://www.nasa.gov/missions/europa-clipper/nasas-europa-cl...
    • Pu-238의 대안으로 Am-241도 있음: https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Can-americium-re...
      영국은 민간 비축분에 초우라늄 원소가 약 140t 있고, 그중 Am-241은 약 5.6t으로 추정됨: https://www.repository.cam.ac.uk/bitstreams/627b4440-37c9-4e...
    • 제목을 읽고 첫 문장을 보니 정말 HN다운 순간임. “그냥 이렇게만 했으면 됐는데…”
    • RTG는 에너지 출력에 비해 꽤 무겁다고 알고 있었음
      Voyager에는 말이 됐던 게, 태양빛은 거리의 제곱에 반비례해 줄어들고 Voyager는 인류가 만든 물체 중 가장 먼 곳까지 가도록 설계됐기 때문임
      하지만 달에 탐사선을 “그냥” 올려놓는 목적이라면 태양광 패널이 플루토늄보다 가벼움

  • 좋은 조언: 1) 겨울에 러시아를 침공하지 말 것. 2) 로봇 달 착륙선의 무게중심을 낮게 만들 것

    • 무게중심만의 문제가 아님. 대기가 없다는 점이 직관과 달리 더 쉽게가 아니라 더 어렵게 만들기 때문에, 사람들이 달 착륙의 난이도를 정말 과소평가하는 것 같음
      화성 착륙, 심지어 인류가 처음 착륙한 다른 행성인 금성 착륙도 비교하면 쉬운 모드임
      대기가 없으면 자연스러운 자세 보정이 없음. 5도 기울어져 있으면 그대로 유지됨. 대기가 있으면 항력과 공기역학적 힘으로 올바른 방향을 맞출 수 있음
      “똑바로 내려오면 되잖아”가 쉽지 않은 이유는, 달 “궤도”에 들어갈 때 매우 빠르게 이동하고 있기 때문임. 착륙하려면 수평·수직 속도를 모두 0에 가깝게 만들어야 하고, 이를 위해 실제로 반대 방향으로 돌려 추력을 냄. 그러면서 표면에 접근하는 동안 수직 속도도 거의 0으로 유지해야 함
      마지막에는 수직 속도는 거의 0, 수평 속도는 0, 자세는 완벽해야 함. 속도가 아주 조금만 남아도 튀거나 미끄러지거나 다른 나쁜 일이 생기고, 그래서 많은 착륙선이 옆으로 눕거나 뒤집힘. 달 표면도 문제라서, 조금만 평평하지 않은 지형에 내려도 험한 상황이 됨
    • 1번은 물론 몽골군이라면 예외임. 그들은 늪과 강이 얼어서 쉽게 건널 수 있는 겨울 공격을 선호했음: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Mongol_invasion_of_Kievan_Ru...
    • “겨울에 러시아를 침공하지 말 것”이 아니라 “아시아에서 지상전에 휘말리지 말 것” 아니었나 싶음
    • “로봇 달 착륙선의 무게중심을 낮게 만들 것”이라… https://en.wikipedia.org/wiki/Starship_HLS
    • 로봇 민간 우주선이 분화구 가장자리에 착륙하지 않게 하는 것도 중요함
      큰 바위 일부에 걸치거나, 다리 사이의 바위·턱이 본체에 닿을 만큼 높아도 안 됨

  • 과학 장비와 전복 이야기에 묻힌 것 같은데, 왜 목표 착륙지에서 250마일이나 떨어졌는지 설명이 있었나? 꽤 큰 오차처럼 보임

    • 250마일이 아니라 250미터임. Intuitive Machines의 공식 임무 웹사이트에는 목표 지점에서 250미터 떨어져 착륙했다고 나옴: https://www.intuitivemachines.com/im-2

      HOUSTON, TX – March 7, 2025 – Intuitive Machines, Inc. (Nasdaq: LUNR, LUNRW) (“Intuitive Machines”) (“Company”), a leading space exploration, infrastructure, and services company, has announced the IM-2 mission lunar lander, Athena, landed 250 meters from its intended landing site in the Mons Mouton region of the lunar south pole, inside of a crater.
      이 임무 업데이트가 보통의 업데이트가 아니라 보도자료 스타일로 쓰였고, 주식 티커와 미래예측 진술 문단까지 들어간 점도 좀 웃김

    • IM 웹사이트에 따르면 목표 지점에서 250 미터 이내에 착륙했음. 보도 과정 어딘가에서 단위가 m/mi로 혼동된 것일 수 있음: https://www.intuitivemachines.com/im-2
    • PR 부서의 포장도 꽤 웃김

      “the most southernmost lunar landing and surface operations ever achieved”.
      “This area has been avoided due to its rugged terrain and Intuitive Machines believes the insights and achievements from IM-2 will open this region for further space exploration.”
      이 250마일 오차 때문에 애초에 그렇게 남쪽까지 간 건 아닌지 궁금함

    • 이동 중 어느 시점에는 우주선이 시속 약 23,000마일로 움직였을 테니, 갑자기 250마일이 그리 커 보이지는 않음
      물론 그건 여행 중간 이야기이고, 지구-달 이동과 착륙 사이에는 많은 일이 일어남
    • 참고로 The Guardian은 이후 원문의 오류를 수정했음

  • 비슷하게 가늘고 높은 구조의 우주선이 1년 전 달에 도착했지만 결국 넘어졌음
    다음 임무들은 적어도 착륙 단계에서는 탑 모양보다 게 모양 설계에 가까워질지도 모르겠음

    • 현재 유인 우주비행 계획이 달에 Starship을 똑바로 세워 착륙시키고, 사실상 13층짜리 탑 같은 구조물 꼭대기에서 엘리베이터로 우주비행사를 내리려 한다는 점이 참 재미있음
      착륙 다리 제외 높이 52.1m, 폭 9m 튜브라서 대략 피사의 사탑과 비슷한 높이고, 착륙 다리를 펴면 폭도 비슷할 것임
      [https://en.wikipedia.org/wiki/Starship_HLS#/media/File:HLS_S...](https://en.wikipedia.org/wiki/Starship_HLS#/media/File:HLS_Starship_rendering.jpg)
      https://www.nasa.gov/image-article/nasa-astronauts-test-spac...
      물론 무게중심, 전체 중량, 가능한 호버링 시간, 정확한 조종과 착륙 지점 선택 능력 같은 세부 요소가 많음. 그래도 “어떻게 안 넘어지게 할 것인가”라는 본질적 난이도는 분명히 있고, 제안된 Starship 착륙선은 IM 착륙선들보다 훨씬 더 잘해야 함
      다만 표면으로 운반할 탑재량을 크게 늘리려면 어쩔 수 없는 선택 같기도 함. 그 과정에서 엔진이 아래에 많다는 무게중심상의 이점도 일부 깎이지만
    • 작년에 넘어졌던 우주선 Odysseus도 Intuitive Machines가 만든 것임
      Firefly의 Blue Ghost는 지난주 달에 넘어지지 않고 착륙해서, 현대 상업 회사도 할 수 있다는 것을 보여줌
      IM은 0승 2패라 꽤 민망함. IM 착륙선이 넘어진 이유나 변명은 많을 것이고 Firefly와 임무 형태도 다르겠지만, 큰 틀에서 보면 NASA 고위층은 IM에 새 계약을 줄지 다시 생각하고 있을 것 같음
    • 아마 Falcon 9의 페어링에 넣기 위해 그런 형태가 된 것 아닐까?
    • 이걸 설계한 사람들은 Kerbal Space Program을 안 해본 모양임
      내 첫 Mun 착륙선도 저렇게 생겼고, 당연히 착륙 후 넘어졌음. KSP에서 안 되는 일이라면 현실에서도 한 번쯤 검토할 가치가 있음
    • https://www.intuitivemachines.com/post/intuitive-machines-im...
      착륙선을 보면 알 수 있음. 더 낮게 만들고 싶다면, 도대체 모든 장비를 어디에 넣어야 하나?

  • 비판하려는 건 아니고 호기심에서 묻는 건데, 달 탐사가 어렵다는 건 알지만 이 착륙선들은 착륙 관점에서 너무 가늘고 관용도가 낮아 보임
    튕기는 공 형태의 우주선이나, 착륙 후 스스로 방향을 다시 잡거나 밀어서 일어설 수 있는 구조는 만들 수 없을까? 화성에서 비슷한 걸 쓴 기억이 어렴풋이 있음

    • 맞음. Curiosity 이전의 대부분 화성 로버는 그런 방식을 썼음
      로버 주변을 여러 개의 풍선이 둘러싸고, 착륙한 뒤 표면에서 튕기며 이동했음. 이후 풍선을 특정 순서로 빼서 로버가 바로 선 상태가 되게 했음
      다만 화성에는 낙하산과 풍선으로 하강을 늦출 수 있는 대기가 있었음. 달 착륙은 추력기로 속도를 줄여야 하므로 양쪽에 풍선만 붙이는 방식은 안 됨
      착륙선의 과학 임무와 별개로 감속 장치를 쓰다가 착륙 직전에 버리고, 풍선으로 표면에 닿게 할 수는 있겠지만, 그러면 여러 메커니즘과 착륙 절차가 추가되어 비용이 늘어남
      https://www.youtube.com/watch?v=kSbAUtyO7xo
    • 1966년 1월 Luna 9의 첫 달 연착륙이 그런 방식이었음: https://www.russianspaceweb.com/luna9.html
      착륙 탐사체를 에어백에 넣어 지상 몇 미터 위에서 본체에서 분리했고, 탐사체는 잠시 굴러간 뒤 멈추자 열려서 과학 활동을 시작했음
    • 그런 우주선이 실제로 있음. 아마 생각하는 건 NASA Pathfinder 탐사선과 MER 로버들, 모두 화성 임무일 가능성이 큼
    • 크기가 중요함. 희박한 대기나 진공 행성에서는 작은 착륙선에는 에어백 방식이 최적이고, 큰 착륙선에는 스카이크레인이 최적임
      다만 달에서 어디까지가 작고 어디부터가 큰지는 지금 바로 말하기 어렵겠음
      IM의 경우는 더 나쁠 수도 있음. 상업 회사라 제약이 있고, NASA 착륙선이라면 정부 예산으로 훨씬 큰 예산과 더 많은 선택지를 가질 수 있음

  • Intuitive Machines의 첫 번째와 두 번째 달 착륙선이 모두 넘어졌으니, 세 번째는 넘어지지 않기를 바람

    • NASA가 기회를 한 번 더 준다면, Intuitive Machines의 누군가는 데이터를 샅샅이 보고 설계안을 검토해서 세 번째에도 같은 일이 생길 가능성을 크게 줄이는 변경을 해야 함
      착륙선이 실제로 상부가 무거운 설계라면 해결해야 할 설계 문제가 있음. 착지 직전에 펼쳐지고 안정된 자세로 판단되면 분리되거나 접히는 보조 지지대를 추가할 수도 있음
      에어쿠션을 단 공처럼 착륙한 뒤 멈추면 공기를 빼는 방식도, 그냥 같은 설계를 유지하고 평평한 지점에 착륙하길 바라는 것보다는 나음

  • 달 사업 아이디어: 달에서 곤경에 빠진 다른 로봇을 점프스타트·견인·뒤집기 해주는 로봇

    • 이름은 Moon Autonomous Taskable Equipment Reorienter, 줄여서 MATER로 부르면 됨

  • 민간 달 착륙선에서 찍은 사진이 똑바로 서 있어서 헷갈렸음. 알고 보니 최근 민간 달 착륙선이 두 대 내려갔고, 첫 번째는 성공했음

    • https://science.nasa.gov/resource/view-of-surveyor-iii-in-it...
      NASA는 제대로 해냈지만, 저 표면은 장난 아닌 면도날밭처럼 보임. 고맙다 NASA
      달 견인차는 언제 발사하나? 현금인가 카드인가?
    • 성공한 쪽이 걸어가서 다른 것들을 바로 세우면 됨. 그렇게 어렵지 않을 것 같은데?
      NASA는 휴대폰도 없던 시절에 달에 로버를 올렸음. 로버에 예비 배터리팩 몇 개와 원격 조종사를 붙이면 어떨까? Uber와 Lyft가 조기 서비스를 시작할 생각은 없나?

  • 오래된 교훈을 다시 보여줌. 90%까지 가는 건 쉽고 빠르지만, 마지막 10%는 매우 지루하고 느림

    • 그리고 첨단 공학을 SPAC에 맡기는 데 베팅하지 않는 편이 나을 수도 있음

  • 우주는 어렵다는 걸 알지만, 이런 임무들이 너무 어이없는 방식으로 실패하는 경우가 많아 보임
    이번에는 이 회사의 두 임무가 모두 높고 가는 설계 때문에 같은 문제를 겪었음. 왜 같은 실수를 계속 반복하는 걸까?

    "The failure of Athena....was almost identical to IM’s first moon landing in February 2024"
    "Athena had the same tall, thin design that some experts had feared could lead to a repeat of the accident."

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