미국 국방혁신단과 우주개발청은 위성을 궤도에서 이탈시키는 상업적 서비스 제공 방안을 연구할 세 기업을 선정했다. 이는 노후화된 우주비행체를 처분하기 위해 미국 국방부가 전용 정부 역량의 상업적 대안을 모색하고 있음을 보여주는 조치다. D-Orbit, Firefly Aerospace, Katalyst Space는 «궤도 이탈 서비스»라는 이름의 프로젝트에 따라 금액이 공개되지 않은 계약을 체결했다.
이 프로젝트는 서비스 제공을 받도록 설계되지 않아 접근하는 우주비행체에 협조할 수 없을 가능성이 있는 위성을 대상으로 한다. 두 기관은 이러한 위성에 안전하게 접근하고, 포획한 뒤, 궤도에서 이탈시킬 수 있는 확장 가능한 상업적 역량을 개발하고자 한다.
초기 연구에서 궤도상 시연까지
기업들은 초기 설계 및 위험 저감 활동을 시작한다. 이후 우주개발청과 국방혁신단은 각 해결책의 기술 성숙도, 임무 수행 방식, 일정, 비용 감당 가능성을 평가한 뒤, 완전한 궤도상 시연으로 진전할 해결책을 결정할 예정이다. 이는 세 기업의 선정이 아직 최종 낙찰이나 운영 서비스 구매 결정이 아님을 의미한다.
이번 계약은 저궤도 구조 내에서 위성 처분을 위한 상업적 선택지를 개발하려는 우주개발청의 기존 노력을 확대한다. 2024년 우주개발청은 Starfish Space를 포함한 6개 기업에 주문형 궤도 이탈 서비스 타당성 조사를 맡겼다. 이후 Starfish는 최대 7기의 위성을 궤도에서 이탈시키는 5,250만 달러 규모의 계약을 체결했다.
서로 다른 해결책과 다양한 수준의 경험
Firefly는 궤도 기동 우주비행체 Elytra를 사용해 수명이 다해가는 위성과 랑데부하고, 접근 및 검사 작업을 수행한 뒤, 이를 처분하는 데 필요한 기동을 실시할 것을 제안한다. Elytra는 아직 첫 우주 임무를 수행하지 않았지만, Firefly의 달 프로그램인 Blue Ghost에서 파생된 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다.
Katalyst는 서비스에 적합하지 않게 설계된 위성을 직접 포획하는 것과 관련된 시험을 수행하고 있다. 이 기업의 로봇 위성 서비스 우주비행체 Link는 NASA의 Swift Boost 임무에 탑재되어 7월 3일 발사됐으며, Neil Gehrels Swift 천문대와 랑데부해 로봇 팔로 고정한 뒤 더 높은 궤도로 끌어올릴 계획이었다. Link는 7월 말 초기 운용 단계에서 자세 제어 문제를 겪었지만, 회사는 남아 있는 작동기를 사용해 자세 제어를 복구한 새로운 비행 소프트웨어를 업로드했으며, 이에 따라 임무 준비를 계속할 수 있었다고 밝혔다.
D-Orbit는 궤도 수송 분야에서 상당한 상업적 실적을 앞세워 경쟁에 참여한다. 이탈리아 기업인 D-Orbit는 7월 ION Satellite Carrier로 23번째 상업 임무를 발사했다. 그러나 이 회사의 로봇 서비스 기술은 성숙도가 더 낮으며, 위성과 자율적으로 랑데부하고 도킹하며 검사하고 재배치하도록 설계된 GEA 우주비행체를 개발하고 있다. 회사는 이러한 역량이 유럽우주국의 지원을 받는 RISE 임무에서 시연될 예정이며, 해당 임무는 2029년에 수행될 예정이라고 밝혔다.
궤도 이탈 서비스의 요구 사항
두 기관은 실행 가능한 서비스가 반복 가능한 과정에서 여러 활동을 결합해야 한다고 밝혔다.
- 서비스 우주비행체를 올바른 궤도로 운반할 것.
- 표적의 위치를 파악하고 자율적으로 접근할 것.
- 위성의 자세와 움직임을 파악할 것.
- 우주 파편을 발생시키지 않고 포획할 것.
- 결합된 질량을 처분하기에 충분한 추진력을 제공할 것.
또한 이러한 단계들은 상업 기업에서 서비스를 구매하는 것이 미국 정부에 매력적인 선택지가 될 수 있는 가격으로 수행되어야 한다.