한국 최초 달 탐사선 세계 7번째

한국의 첫 달 탐사선 KPLO(Korea Pathfinder Lunar Orbiter)가 오는 8월 1일(한국 시각) 미국에서 발사된다. 고성능 카메라 같은 과학 탑재체를 실은 달 궤도선으로, 내년 1월부터 1년간 달 주위를 돌며 다양한 과학 탐사 임무를 수행할 계획이다. 특히 BTS 노래 ‘다이너마이트(Dynamite)’를 달에서 지구로 보내는 우주 인터넷 시험도 진행한다. 한국이 지구 궤도 너머 심우주(深宇宙) 탐사에 도전하는 것은 처음으로, 달 궤도선 발사에 성공하면 세계 일곱째 달 탐사국이 된다. 앞서 일본과 인도, 유럽이 달에 궤도선을 보냈고 미국과 소련, 중국은 달 착륙선 발사까지 성공했다.

부메랑처럼 먼 우주 나갔다 달 궤도 진입

달 궤도선 개발은 2016년부터 2367억원이 투입된 사업이다. 궤도선 중량과 궤적 등 기술적인 문제로 4차례 사업 변경 끝에 발사되는 것이다. 총무게 678㎏으로, 가로 2.14m, 길이 1.82m, 높이 2.29m 크기다. 비록 미국 발사체를 이용하지만, 달 궤도선과 비행 궤도는 우리가 개발했다. 달 궤도선에는 미 항공우주국(NASA·나사)의 카메라 1대뿐 아니라 국내 연구진이 개발한 탑재체 5개가 실린다. 첫 시도인 만큼 위성 관제 등에서 나사와 국제 협력을 한다. 이번 달 궤도선은 우리나라가 심우주로 가는 첫 비행이다. 한국의 위성 기술은 세계적 수준이지만 지금까지는 지구 저궤도(600㎞)나 정지궤도(3만6000㎞)를 벗어나지 못했다. 달은 지구에서 38만4000㎞ 떨어져 있다.

특히 달로 가는 궤도는 태양과 달, 지구의 중력을 이용하는 BLT(Ballistic Lunar Transfer·달 궤도 전이) 방식을 택했다. 달을 향해 바로 직진하는 것이 아니라 지구에서 156만㎞까지 떨어진 곳까지 나갔다가 달에 진입한다. 태양과 지구, 달의 중력을 최대한 이용해 연료 사용량을 최소화할 수 있는 방식이다. 항우연 김대관 달탐사사업단장은 “부메랑을 멀리 던졌다가 원하는 곳에 되돌아오도록 하는 셈”이라고 말했다. 달 궤도선은 발사 후 4개월을 날아 올 12월 16일부터는 속도를 점차 낮추면서 타원형으로 달을 5바퀴 돌다 고도 100㎞ 궤도로 진입을 시도한다. 12월 31일이나 내년 1월 1일쯤 목표한 궤도에 진입한다. 내년 1월 한 달간 시운전한 뒤 12월까지 임무를 수행한다. 김 단장은 “임무 기간 후 더 운용할 수 있는지는 연료량에 달렸다”고 말했다.

대한민국 우주탐사 서막 오르나

현재까지 달 착륙에 성공하거나 궤도선 탐사에 성공한 나라는 러시아, 미국, 중국, 일본, 유럽연합, 인도가 있다. 달 궤도선 발사가 성공적으로 이뤄지면 7번째 달 탐사국으로 이름을 올리고 우주 무대에서 대한민국의 국제적인 위상도 격상된다. 달 탐사 소요 기술은 기존 위성 대비 진일보한 우주 기술이 필요하기 때문이다. 특히 글로벌 우주 개발 경쟁이 갈수록 치열해지고 있는 시점에 달 탐사에 나서는 것은 선진국과의 기술 격차를 축소하고 우주탐사 성장동력을 마련할 수 있다는 데도 의미가 있다. 실제 세계 각국들은 우주에서 총성없는 전쟁을 벌이고 있다. 1969년 7월 20일 미국 유인우주선 아폴로 11호가 인류 역사상 최초로 달 착륙에 성공한 미국은 오는 2025년 달에 유인 우주선을 보내고 2028년 달 유인기지를 만드는 ‘아르테미스 플랜’을 가동했다. 아르테미스 플랜에는 한국을 포함한 10여개국이 참여하고 있다.

민간 우주여행이 현실화되는 등 민간이 주도하는 뉴 스페이스 시대가 열렸으며 화성 등 더 먼 우주를 향한 발걸음도 더욱 빨라지고 있다. 또한 전기차, 반도체 등의 핵심 소재지만 지구에 부족한 희토류나 핵융합 에너지의 원료인 헬륨3 등을 달·화성·소행성 등에서 채취하려는 시도가 각국에서 이뤄지고 있다. 마찬가지로 고부가가치 자원의 보고인 달은 이러한 글로벌 자원경쟁에 나서기 위한 첫발로 볼 수 있다. 김 단장은 “달 탐사는 우주탐사 시술의 고도화를 도모하고 미래 자원경쟁 대비, 국제협력 기회 확대 등을 위해 꼭 필요하다”면서 “달을 향한 국제적인 탐사가 격화되는 가운데 시기를 놓칠 경우 넛 크랙커 신세로 전락할 수 있다”고 지적했다.

달에서 BTS 음악 들을 수 있을까

달 궤도선은 과학 임무 수행을 위해 과학 장비 6개를 싣는다. 그중 달의 영구음영(永久陰影) 지역을 촬영할 나사의 고감도 카메라 섀도 캠이 가장 큰 기대를 모은다. 지구의 축이 23.5도 기울어져 있는 것과 달리 달은 축이 직각으로 서 있다. 극지에서 땅이 파인 크레이터(구덩이)에 태양빛을 영원히 받지 못하는 영구음영 지역이 생길 수 있다는 의미다. 영구음영은 세계 과학계에서 연구가 많이 안 된 미지의 영역이다. 섭씨 영하 200도 이하의 달에서 얼어붙은 물이나 메탄, 암모니아 같은 물질을 연구할 수 있다.

국내 연구진이 제작한 고성능 기기 5개도 실린다. 항우연의 고해상도 카메라, 천문연구원의 편광 카메라, 지질자원연구원의 감마선 분광기, 경희대의 자기장측정기, 전자통신연구원(ETRI)의 우주 인터넷 장비다. 항우연은 고해상도 카메라로 궤도선 이후 계획 중인 달 착륙선의 착륙 후보 지점을 살펴볼 예정이다. 달 표면의 반사파를 분석하는 편광 카메라로는 고에너지 우주 입자에 의한 풍화(風化) 상태를 살펴 달의 진화를 연구한다. 자기장측정기와 감마선분광기로는 달 자기장이나 희토류 원소를 파악할 수 있다. 특히 ETRI는 달에서도 위성이나 로버(탐사용 로봇)를 연결해 인터넷을 할 수 있는지 시험한다. 이를 위해 노래와 사진을 달 궤도선에 담아 보낸 뒤, 지구에서 명령을 내리면 달에서 파일을 보내올 예정이다. ETRI는 “BTS가 허락하면 다이너마이트 노래를 우주 인터넷으로 달 궤도선에서 지구로 전송할 계획”이라고 밝혔다. ETRI의 사계절을 담은 사진도 전송할 예정이다.

첫 달 탐사선 이름 뭐로 정할까

오는 8월 발사 예정인 우리나라 최초의 달 탐사선 이름 후보 10개가 선정됐다. 과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국항공우주연구원(항우연)은 최근 “올해 8월 발사하는 달 탐사선(궤도선)의 공식명칭 후보 10건을 선정했다. 국민 여론조사 등을 통해 다음달 초 최종 이름을 확정할 계획”이라고 밝혔다. 달 탐사선은 오는 8월1일 미국 플로리다주 케이프캐너배럴 공군기지에서 스페이스엑스사의 팰콘-9에 실려 발사될 예정이다. 우리나라 최초의 달 탐사선은 1년 동안 달 상공 100㎞ 원궤도를 돌며 달 표면 관측 등 과학임무를 수행한다. 과기정통부와 항우연은 지난 1월26일부터 2월28일까지 전 국민을 대상으로 달 탐사선 이름을 공모해 모두 6만2719건을 접수했다.

과기정통부는 관계기관 합동 심사와 네이미스트, 카피라이터, 언론 등 전문가 평가를 거친 뒤 국민 선호도 조사(여론조사 방식) 결과와 전문가 평가를 50%씩 합산해 최종 명칭을 결정할 계획이라고 밝혔다. 최종 명칭으로 선정돼 대상을 받는 수상자한테는 달 탐사선 발사 참관 기회와 함께 300만원의 상금이 주어진다. 이외에도 우수상 2명에게 각 상금 100만원, 장려상 2명에게 각 상금 50만원이 수여된다. 달 탐사 사업은 궤도선(KPLO)을 개발해 달 궤도에서 1년 동안 과학임무를 수행하며 우주탐사 기반기술을 확보할 목적으로 지난 2016년부터 올해까지 2367억원을 투입해 진행하고 있다. 달 탐사선에는 우리나라 연구기관들이 개발한 고해상도카메라(항우연), 광시야편광카메라(천문연), 자기장측정기(경희대), 감마선분광기(지자연), 우주인터넷(전자통신연구원) 등 탑재체가 실린다. 더불어 미국 항공우주국(나사)이 개발한 음영카메라(섀도캠)를 싣고 가 미국의 2024년 달 남극 유인 착륙 사업(아르테미스 미션)의 일환으로 착륙 후보지를 검색하게 된다.

정의주 기자 sisanewsn@sisanewsn.co.kr

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