통합 프로그램 계획 (Integrated Program Plan, IPP), 로켓 개발의 초창기때 부터 우주에 대한 꿈을 꾸어오던 사람들의 원대한 계획.

지구 저궤도에 영구적인 궤도 정거장을 지어 이를 매개로 행성간 수송 시스템을 건설하고 연료와 화물을 재보급하며 달과 화성, 그리고 외우주에 인류 전초기지를 건설하겠다는 나사의 원대한 계획.

이를 위해 지구 저궤도에 정거장 건설을 위한 초중 재활용 로켓의 개발이 이루어졌고, 궤도 조선소와 영구 거주모듈 및 과학 연구소가 딸린 궤도 정거장의 건설이 추진되었다.

그러나 예산과 현실적 문제로 인해 우주왕복선은 재활용 기능이 거세되었고, ISS는 궤도상에서의 과학 탐사라는 조그마한 부분만이 남은채 나사의 원대한 꿈은 그저 일장춘몽이 되어버리는 것 처럼 보였다.

그러나 나사는 아직 그 꿈을 포기하지 않았으니...

오늘의 이야기: 컨스텔레이션 계획.

별자리를 의미하는 컨스틸레이션 계획은 ISS가 미처 하지 못한 것을 끝내기 위한 계획이었다. 즉, 기존 통합 프로그램 계획이 예산이라는 현실 속에 ISS라는 초라한 결과물을 낳았고 더이상 우주정거장에서 재보급 및 우주선 건조 기능을 수행하지 못하게 되었으므로, 이를 수행하기 위해 새로운 파생 계획을 발표한 것이었다.

구체적으로는

1. ISS를 완전히 건설하고

2. 달에 다시 사람을 보내고

3. 이왕 우주개발 하는 김에 화성까지 간다

로 정리될 수 있겠다. (소행성 방문 및 탐사같은 자잘한 계획들 역시 포함)

프로그램은 2004년 1월 14일 조지 부시 대통령에 의해 처음으로 발표되었다. 인류의 태양계 탐사와 화성 진출을 위한 달로의 귀환을 골자로 하는 새로운 우주 탐사 프로그램은 미국 기업들에게는 새로운 일자리를, 미국 시민들에게는 자긍심과 뿌듯함을, 전세계 사람들에게는 우주 개발을 통해 확보한 첨단 기술들로 인한 수혜를 받을 것이며 동시에 우주 개발로 인해 추가적인 세금 손실은 없을 것이고 이전과 같이 나사는 미국 연방정부의 예산 1% 미만을 받을 것이라며 미국 시민들을 안심? 시키는 발표가 이어졌다.

컨스틸레이션 프로그램은 3단계로 구성되었다.

1단계는 2010년까지 국제우주정거장을 완공시키고 인간이 장기간 우주에 머무르면서 받는 건강의 영향을 이해하며 차기 우주개발 프로그램에 도움을 주는 것.

2단계는 차세대 유인 우주선을 개발해 셔틀이 은퇴한다고 해도 ISS에 우주인들과 보급픔을 전달하고 달과 화성으로 인간을 보낼 수 있게 만드는 것

3단계는 우주선이 완성되면 최소 2015년, 늦어도 2020년 인간을 달에 보내고 화성 탐사를 위한 전초 기지를 건설하는 것

그리고 이를 위해 5년간 120억 달러의 추가 자금을 할당하고, 동시에 1992년부터 2000년까지 5%씩 감소하다가 다시 3%씩 증가하는 나사 예산을 향후 3년간 5%씩 증가, 그 이후에는 1% 증가시키겠다는 약속이 이루어졌다.

나사로서는 위호부익, 여호첨익, 금상첨화의 일이 아닐 수 없었다.

컨스틸레이션 프로그램의 실행을 위해서는 두가지 중요한 것들이 필요했다. 머큐리나 제미니 같은 새로운 유인 우주선을 개발해야했고, 동시에 그 유인 우주선을 달과 화성까지 날려보낼 수 있는 새로운 로켓을 개발해야했다.

먼저 나사에서는 오리온 우주선을 개발하기 시작했다. 오리온 우주선은 아폴로 우주선과 같이 승무원 모듈과 서비스 모듈로 구성되었는데, 승무원 모듈은 록히드사에 의해, 서비스 모듈은 처음에는 미국에서 개발한 Orion SM를 쓰다가, 나중에 ESA의 ATV (Automated Transfer Vehicle) 재보급 로켓을 재설계해 사용하기로 했다.

오리온 로켓의 개발은 2005년 1월 21일 나사에서 수많은 항공우주 기업들에게 제안 요청서를 뿌림으로서 시작했고 록히드 마틴과 노스롭 그루먼+보잉 콤비가 차세대 우주선 사업에서 격돌했으며, 결국 록히드사가 제출한 승무원 탐사 차량 Crew Exploration Vehicle 이 선정되어 개발이 시작되었다.

승무원 모듈은 10톤에 4명의 우주인을 태우고 21일간 자체적으로 우주인들의 생명을 유지할 수 있으며 이는 루나 게이트웨이와 같은 다른 지원 시설이 존재할 시 6개월 이상으로 크게 늘어날 수 있었다. 또 비상 탈출 시스템을 갖춰서 안전성을 크게 높였고 도킹 포드와 시스템을 갖춰서 자동 도킹이 가능하며 필요시 승무원들의 수동 도킹 역시 가능했다. 내부에 남녀공용 우주 화장실을 갖췄고 ISS와 같은 질소+산소 혼합기체를 사용했다.

개발비를 아끼기 위해 많은 부분은 기존의 시스템을 재활용했다. 예를들어 모듈 조종에는 보잉 787과 같은 디지털 제어 시스템을 활용했고, 화장실과 내열타일은 우주왕복선의 그것을, 낙하산은 우주왕복선 부스터 회수용으로 쓰이는 낙하산을 사용하는 등...

서비스 모듈, Orion SM은 위와 같이 생겼다. 화성 탐사용 고정식 탐사선, 피닉스에 사용된 신뢰성 높은 십각형 태양전지판이 달린 것이 특징이며 우주왕복선의 궤도 조정 엔진을 개량해 철력을 크게 높인 33킬로뉴턴짜리 OME 엔진 (Orion Main Engine)을 사용하였고, 아폴로에 사용된 쿼드 시스템을 기반으로 만든 RCS를 채택하는 등 역시 기존 시스템을 최대한 활용해서 개발했다.

산소와 질소탱크가 내부에 있어 승무원들에게 신선한 공기를 제공하고, 이산화탄소는 내부의 수산화리튬 카트리지를 통해 제거하며, 모든 오폐수를 우주 밖으로 배출시키는 아폴로와 달리 ISS와 같은 재활용 시스템으로 (어떤 모듈의 것인지는 불명) 폐수와 소변은 모두 식수 및 냉각수로 재활용할 수 있다고 한다.

그러나 오바마가 컨스틸레이션을 폐기하면서 Orion CM은 버려졌고 대신 ATV 기반의 ESM (유럽 서비스 모듈) 이 새로 개발되었다. 기존 Orion CM은 너무 다기능을 추구하다보니 비용이 수직상승한 사례를 반면교사삼아 이루어진 것으로서, 동시에 우주정거장 협약의 일환으로 유럽우주국이 나사에 자신들의 기체를 납품함으로서 ISS 운영비용을 조금이라도 낮춰 유럽우주국과 나사 모두가 win-win 하는 방향으로 일이 진행되었다.

2012년 ESM이 처음 처녀비행을 수행했고 아직까지 후속 발사는 이루어지지 않고 있다. 다만 일단 두번째 모듈은 계약이 채결되어 생산중이라고 한다.