한가위 보름달에 우주강국의 꿈이

‘더도 말고 덜도 말고 한가위 같기만 하라’는 추석명절. 추석 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 쟁반같이 둥근 보름달이다. 유난히 큰 달덩이가 소원을 이뤄준다고 믿는 걸까? 추석날 밤이면 두둥실 떠오른 보름달을 보며 소원을 비는 사람이 많다.
달을 향한 인류의 동경과 열망은 오래됐지만 지난해에 이어 올해는 유독 달에 관한 얘기가 많았다. 미국 항공우주국(NASA)은 50년 만에 유인 달 탐사선을 준비 중이고 우리나라의 첫 달 궤도선인 ‘다누리’ 역시 다양한 과학·기술적 임무를 척척 진행 중이다. 러시아, 인도, 일본 등의 달 탐사 러시도 계속되고 있다. 인류가 또다시 달에 가려는 이유는 뭘까? 또 매월 보름이면 어김없이 보름달이 뜨는데 왜 한가위 보름달은 유난히 더 커보이는 걸까?

한가위 보름달이 유난히 밝고 커보이는 이유
달은 지구의 위성이다. 지구를 한 초점에 놓고 지구 주위를 공전할 때 달은 원으로 돌지 않고 타원 모양으로 돈다. 그 위치에 따라 태양계의 다른 행성들이 당기는 힘(만유인력)의 크기가 달라져 지구와 달 사이의 거리가 날짜에 따라 달라진다. 달까지의 평균 거리는 38만 4400㎞인데 이런 이유로 약 2만~3만㎞까지의 거리 차이가 생긴다.
달이 지구에 가까워질 때의 거리는 약 36만 3100㎞, 가장 멀어질 때는 최대 40만 5600㎞까지 떨어진다. 거리가 가까워지면 달이 커보이고 멀어지면 작아보인다. 보름달이 될 때는 태양·지구·달의 순서로 나란하게 일직선이 되는 시기여서 더 크고 밝게 보인다.
한가위 무렵 3일 정도는 매일 큰 달이 지평선에 떠오른다. 지평선에 떠오르는 보름달은 커보이지만 중천에 솟아오르면 작게 느껴진다. 달이 몇 시간 사이에 커졌다 작아졌다 할 수는 없을 텐데 왜 이런 현상이 생길까? 미국 천문학자 제프 세커는 이를 착시현상이라고 규정했다.
인간의 시신경은 물체가 위치한 곳의 원근을 고려해 그 크기를 파악한다. 지평선에 떠오르는 달은 나무나 산 등 크기를 비교할 대상이 있지만 중천에 떠 있는 달은 비교 대상이 없으니 작게 보인다는 것이다. 실제로 지평선에 떠오르는 달과 중천에 걸린 달에 동전을 대어 크기를 비교해보면 같다는 사실을 알 수 있다.
그렇다면 보름날의 보름달은 크기가 다 똑같을까? 아니다. 달의 모양이 초승달에서 보름달까지 이지러지고 차는 이유는 달이 지구 주위를 돌면서 음력으로 한 달에 한 번씩 돌(공전할) 때 지구와 달과 태양의 상대적인 위치가 달라지기 때문이다.
실제로 달은 27.32일 만에 원래 자리로 돌아온다. 하지만 그동안 지구가 태양을 중심으로 함께 돌고 있어 이번 달 보름에서 다음 달 보름이 될 때까지의 기간은 29.53일이다. 그래서 음력의 한 달 날짜 수를 큰 달은 30일, 작은 달은 29일로 정했다. 그래도 남는 자투리 시간들이 모여 달력이 크게 어긋날 때가 있으므로 중간에 윤달을 넣어 한 달을 더 만든 것이다.
이런 까닭에 달력 날짜로는 보름날이어도 그날 밤에 100% 보름달(가장 크고 둥근 달)이 뜨지 않을 수도 있다. 늦을 경우 보름 이틀 후에 100% 보름달이 나타날 때도 있다. 즉 음력 날짜와 달의 위상 사이에 시간 차이가 난다는 얘기다. 이 때문에 보름날의 보름달 크기는 일정하지 않고 조금씩 다를 수밖에 없다. 그럼에도 ‘풍요’, ‘가득함’을 상징하는 한가위의 꽉 찬 보름달은 바라보는 것만으로도 마음이 넉넉해져 사람들은 믿음을 갖고 소원을 비는 것이다.

한국의 우주 탐사, 달까지 확장됐다
보름달의 크기만큼 인류가 달에 다시 도전하려는 포부 또한 크다. 1972년 12월 아폴로 17호를 끝으로 약 반세기 동안 중단된 인류의 달 탐사는 미국의 유인 달 탐사 프로젝트 ‘아르테미스’로 부활했다. 아르테미스의 최종 목표는 달 유인기지 건설이다. 50여 년이 지난 지금 인류가 다시 달을 향하고 심지어 상주 기지까지 구축하려는 이유는 뭘까?
가장 큰 이유는 달에 매장된 막대한 자원과 향후 화성 탐사의 전초기지로 삼기 위해서다. 달에는 헬륨3, 희토류, 마그네슘, 실리콘, 티타늄 등 다양한 광물 자원이 풍부하게 매장돼 있다. 특히 방사성 물질을 뿜지 않는 ‘꿈의 연료’ 헬륨3가 100만 톤가량 있는 것으로 추정된다. 이 헬륨3를 지구로 퍼온다면 지구 전체에 1만 년 동안 에너지를 공급할 수 있다.
9월 4일 아르테미스의 하위 계획인 CLPS(민간 달 탑재체 수송 서비스)에 따라 국내 과학 임무 탑재체 ‘루셈(LUSEM)’이 미국으로 떠났다. 루셈은 50keV(킬로전자볼트)보다 높은 고에너지 입자를 검출할 수 있는 센서다. 한국천문연구원 주관으로 경희대 우주과학과 선종호 교수팀이 개발하고 국내업체 쎄트렉아이가 제작했다. 루셈은 2024년 NASA의 무인 달착륙선에 탑재돼 달에 도달한 뒤 우주에서 날아오는 입자를 검출하고 달 표면에서 반사되는 입자를 확인해 상호 차이를 분석할 예정이다.
한국의 우주산업은 장족의 발전을 이뤄냈다. 2022년 8월 5일 우리나라의 첫 달 궤도선인 다누리가 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 발사돼 145일간의 지구·달 항행을 한 끝에 달 임무궤도 진입에 성공했다. 다누리의 성공(임무 기간 2025년 12월)을 통해 한국은 우주탐사 불모지에서 세계 7번째로 달 궤도에 도착한 우주 강국으로 도약했다.
현재 다누리는 국내 최초 지구·달 사진 촬영, 세계 최초 우주인터넷을 통한 영상·사진 데이터 전송 등의 성과를 도출해내고 있다. 세계는 다누리를 비롯한 한국의 우주산업에 거는 기대가 크다. 그러니 이번 추석에는 휘영청 보름달을 보며 우리의 우주산업이 세계의 중심이 되길 빌어보면 어떨까?



김형자
편집장 출신으로 과학을 알기 쉽게 전달하는 과학 칼럼니스트.
<구멍으로 발견한 과학> 등 다수의 저서가 있다.

(www.korea.kr)