누리호 성공 이어…이제 달을 향해 쏜다

지난 6월 21일 순수 국내 기술로 제작한 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)의 성공적 발사로 우주를 향한 한국의 도전은 새로운 전기가 마련됐다.

누리호 성공을 발판으로 다음 목표는 달이다. 오는 8월 3일 우리나라 최초 달 탐사선인 시험용 궤도선 ‘다누리(KPLO, Korea Pathfinder Lunar Orbiter)’가 달을 향해 발사될 예정이다. 다누리는 달 100km 고도를 비행하며 달 관측 임무를 수행하는 무인 탐사선이다.

다누리는 테슬라의 ‘테크노킹’인 CEO 일론 머스크가 설립한 우주탐사기업 ‘스페이스 X’의 팰콘9 발사체에 실려 우주로 쏘아 올려질 계획이다. 이후 달 궤도 진입 과정을 거쳐 내년부터 1년간 달 상공을 돌면서 부여된 과학임무를 수행한다.

다누리의 임무는 달 착륙 후보지 탐색과 자기장·감마선 측정 등 달 과학연구 및 우주인터넷 기술 검증이다. 이를 기반으로 우리나라는 2031년까지 달 착륙선 개발도 추진한다.

지난 4일 우리나라 달 궤도선 ‘다누리’가 미국 플로리다주 케이프캐너배럴 우주군기지 발사장으로 이송하기위해 컨테이너에 실리고 있다. (사진=과학기술정보통신부)

미국은 1969년 인류 최초의 아폴로 11호 달 착륙 이후, 50여년만에 다시 한번 유인 달 착륙 프로그램인 ‘아르테미스(Artemis)’ 프로그램을 진행 중이다.

이 프로그램은 세계 12개국이 참여해 2024년까지 우주인을 달에 보내고 2028년까지 달에 지속가능한 유인기지를 건설하겠다는 목표다.

우리나라는 지난해 5월 미국과 ‘아르테미스 약정’을 체결하면서 이 프로그램에 본격적으로 참여하게 됐다.

미 항공우주국(NASA)과 달 탐사 협력을 통해 한국은 미국이 강점을 가진 심우주 항행기술과 심우주 통신기술을 전수받고 향후 NASA의 유인 달 탐사 시 적절한 착륙지점을 찾는다.

달 궤도를 돌며 과학임무를 수행 중인 ‘다누리’ 가상도. (사진=한국항공우주연구원)

다누리는 한국항공우주연구원(항우연)이 시스템, 본체, 지상국을 총괄하고 국내 대학과 연구기관 및 미국의 NASA가 탑재체와 심우주 통신, 항행 기술을 지원하는 협력체계로 추진되고 있다.

가로, 세로, 높이 각각 1.82m, 2.14m, 2.29m 크기의 다누리는 항우연을 비롯한 국내 대학과 연구기관에서 개발한 탑재체 5개와 NASA 탑재체 1개 등 총 6개의 탑재체가 실린다.

이 중 국내에서 개발한 탑재체는 달 표면 촬영과 우주인터넷 검증 등을 맡고, NASA의 탑재체는 물에 대한 증거를 찾기 위해 달 표면에서 그림자가 있는 지역의 반사율을 지도로 나타낸다.

다누리는 발사 이후 NASA와의 협력 아래 ‘탄도형 달 전이방식’(BLT·Ballistic Lunar Transfer) 궤적을 따라 항행 및 통신 관제를 통해 달 궤도에 진입한다.  

발사체로부터 분리 이후 달 탐사선 전이궤적 및 달 궤도 진입과정. (사진=과학기술정보통신부)

BLT는 다른 궤적에 비해 이동거리가 길어 달까지 4.5개월이 걸리지만 상당량의 연료를 절감할 수 있고 그만큼 임무수행을 더 오래할 수 있다. 참고로 지구와 달의 직선 이동은 약 3일이 소요된다.

다누리는 올해 말까지 달 궤도에 진입하고, 이후 내년 1년 동안 달 상공 100km의 임무 궤도를 하루 12회 공전하며 달 관측 및 달 착륙 후보지 탐색 등 과학기술 임무를 수행한다.

달 궤도선의 안정적인 궤도 유지를 위한 거리 측정 및 궤도 기동과 태양 입사각 변화에 따른 열 조건 유지를 위한 회전 기동도 수행한다.

다누리에 실리는 6개 탑재체의 임무.

다누리가 성공적으로 달 궤도에 안착해 임무를 수행하면 우리나라의 첫 우주탐사 성과이자 아르테미스 프로그램의 성공에도 기여할 것으로 보인다.

아울러 달 탐사를 통해 달까지의 비행 및 제어기술, 달 궤도 진입기술 등 첨단 우주기술 개발과 우주산업화 촉진은 물론 새로운 일자리 창출까지 기대된다.

달 탐사는 우리나라의 과학기술·산업·안보를 견인하는 최첨단 기술로, 국내 우주 기술을 한 단계 발전시키면서 국가 브랜드가치 상승과 국민의 자긍심까지도 높일 수 있다.

세계가 달에 다시 주목하는 이유는 달에 헬륨3(He3), 우라늄, 희토류 등의 희귀자원이 있는 것으로 확인됐기 때문이다. 나아가 화성 등 심우주 탐사를 위한 중간 기착지로 달의 활용 가능성은 높다.

현재까지 무인 달착륙에 성공한 국가는 미국, (구)소련, 중국 뿐이다. 달 궤도선 탐사에 성공한 국가는 미국과 (구)소련을 포함해 일본, 유럽, 중국, 인도 6개국이다.

지금 우주탐사를 시작하지 않으면 다른 나라와의 우주개발 경쟁에서 크게 뒤쳐질 수 있다. 달 탐사의 유무형 경제적 가치는 투자 예산 대비 5배가 넘는 3조 8000억 원 가량이 될 것으로 전망된다.

한편 다누리는 지난 5일 대전 항우연을 출발해 온도·습도·양압 유지 및 충격흡수가 가능한 특수 컨테이너에 실려 인천공항으로 이송됐다.

이후 항공으로 미국 올랜도 공항까지 이송한 후 다시 육상으로 이동해 7일 발사장인 미국 플로리다주 케이프캐너배럴 우주군기지에 도착할 예정이다.

다누리는 이 곳에서 약 한 달 간 상태 점검과 연료주입, 발사체 결합 등 발사준비 과정을 거친 후 8월 3일 오전 8시 24분(현지시간 2일 저녁 7시 24분)에 달을 향해 힘차게 날아오른다.

(www.korea.kr)