국제우주정거장의 우주비행사는 평균 6개월씩 체류하는데요, 셀레네 루나 게이트웨이는 지구 자기장의 보호를 받지 못하는 곳에 있어서 우주 방사선 위협으로 오랫동안 머물기 어렵습니다.
셀레네 루나 게이트웨이에 승무원 거주 모듈이 추가되면 4명의 우주비행사가 1~3개월간 체류하게 됩니다. 이러한 심우주 체류 실험은 미래에 화성 탐사선을 타고 6~8개월 동안 항해할 것에 대비하는 것이지요.
셀레네 루나 게이트웨이는 이름 그대로 달 주위를 공전하는 우주정거장입니다. 지구-달 라그랑주 L1, L2 포인트는 달을 공전하는 궤도가 아니고, 거리도 멀리 떨어져서 사용하기 곤란합니다. 그렇다고 달 가까운 곳을 공전하면 궤도 유지에 많은 연료가 필요하고, 지구로부터의 물자 보급도 어렵지요.
이러한 문제를 해결한 것이 바로 '직선 헤일로 궤도(Near Rectilinear Halo Orbit, NRHO)'입니다. 라그랑주 포인트 L1, L2 주변의 헤일로 궤도를 점차 확장하면 기하학적인 궤도군이 만들어집니다. 중력의 줄타기 속에서 안정된 궤도를 무수히 찾을 수 있지요. 그중에서 지구-달 공전 궤도면과 거의 수직이 되는 궤도를 NRHO라고 합니다.
NRHO는 달 남북으로 큰 타원을 그리면서 달 표면과 근지점 1,500km, 원지점은 7만 km가 됩니다. 비록 6일 주기로 가까웠다 멀어지기를 반복하지만, 안정된 궤도를 유지할 수 있습니다. 덕분에 셀레네 루나 게이트웨이 궤도 유지에 필요한 연료량이 매우 적게 들고, 지구에서 오는 우주선도 연료 소모를 줄일 수 있어서 경제적이랍니다.
PPE는 크세논 추진제를 사용하는 50kW급 이온 엔진으로 추진력을 낼 수 있습니다. 이온 엔진의 추력은 화학 로켓엔진보다 약하지만, 효율이 10배 이상 높아서 미래 행성 간 우주선의 추진기로 유력합니다.
