이번엔 ‘달’이다…한국형 달궤도선 ‘다누리’ 8월 도전장

누리호가 우주로 가는 문(門)을 열었지만 끝이 아니라 새로운 시작이다. 다음 목표는 바로 달이다.

과학기술정보통신부에 따르면 우리나라는 오는 8월 달 탐사 궤도선을 보내고, 2030년대 누리호 발사체에 달 착륙선을 실어 보낸다는 계획이다. 물론 미국의 아폴로 11호처럼 사람을 달로 보내는 것이 아니라 무인 탐사선을 보내는 것이다. 우리나라는 지구 저궤도와 정지궤도에서 인공위성을 운용하고 있지만 그 이상의 궤도로 우주선을 보낸 적은 없다. 그동안 쌓아 온 인공위성 기술을 바탕으로 달 탐사에 필요한 핵심 기술을 70% 가량 확보한 상태다.

하지만 심우주통신, 심우주항법 등 지구 궤도를 넘어서는 우주 탐사에 필요한 새로운 기술들은 새로 개발해야 한다. 이를 위해 미국 항공우주국(NASA)와 긴밀한 협력을 진행중이다.

우리나라의 달 탐사 도전은 아시아권 경쟁국들과 비교하면 늦은편에 속한다. 일본은 일찌감치 지난 2007년 달 탐사위성 ‘셀레네’를 발사했고, 이듬해에는 인도가 달 궤도선 ‘찬드라얀 1호’의 발사에 성공했다. 중국 역시 2007년과 2010년 두 차례의 달 궤도선 발사에 이어 2013년 12월 ‘창어3호’를 통해 착륙선 ‘위투(玉兎)’를 월면 위에 올려놓으며 달 착륙에 성공한 3번째 국가가 됐다.

국내 우주전문가들은 한국형 달 탐사사업을 차질없이 진행해 이들 3개국과의 기술격차를 최소화시켜야 한다고 입을 모은다. 격차가 더 심화되면 자칫 미국, 유럽, 러시아 등 우주강국과의 국제협력 기회마저 잃어버려 우주탐사라는 무대에서 완전히 도태될 개연성이 높다는 이유에서다.

또한 달 탐사의 성공은 심우주 탐사의 전진기지이자 우주탐사기술 검증의 테스트베드라는 기술적 가치 외에도 막대한 경제적·산업적 파급력을 발휘한다. 우주전문가들은 “국가브랜드 제고라는 단기적 성과는 차치하고라도 인공위성 기술의 고도화에 따른 수출시장 확대와 우주발사체 시장 진출 등 중장기적으로 우리가 누릴 수 있는 메리트가 무궁무진하다”고 강조했다.

누리호처럼 국내 독자기술로 개발된 한국형 달 궤도선 다누리는 오는 8월 3일 미국 스페이스 X사의 팰컨-9 로켓에 실려 발사될 예정이다.

다누리는 달로 가기 위한 탄도형 달 전이 방식(BLT, Ballistic Lunar Transfer) 궤적에 진입할 예정이다. BLT는 지구, 태양, 달 등 행성의 중력 특성을 이용하여 적은 에너지로 달까지 비행하는 전이 방식이다. 직접 전이 방식이나 위상 전이방식 등에 비행시간이 약 80~140일로 오래걸리지만 연료 소모량을 약 25% 줄일 수 있다.

달 전이 궤적에 진입한 다누리는 태양전지판, 안테나 전개 등 정상 운영을 위한 작동 및 점검을 수행하고, 약 4.5개월 동안 총 9회의 궤적 수정 기동을 동을 수행해 계획한 궤적을 따라 달에 접근, 12월 16일 달 궤도에 도착한다.

달 궤도에 도착한 다누리는 최종 임무 궤도에 안착하기 위해 5번의 궤도 진입 기동을 수행, 12월 31일 달 고도 100km 원 궤도에 진입할 예정이다.

다누리는 달 주위를 돌며 지형관측과 착륙선 착륙지점 정보 수집, 우주 인터넷 기술 검증 실험 등을 진행한다. 궤도선에는 국내에서 개발한 고해상도 카메라, 광시야 편광 카메라, 달 자기장 측정기, 감마선 분광기, 우주 인터넷 시험 장비 등 5개의 장비와 미국항공우주국(NASA)이 개발하는 섀도 카메라 등 탑재체 총 6기가 실린다.

다누리 발사가 성공되면 이후 2031년 달에 착륙선을 보내는 것이 최종 목표다. 달 착륙선은 달 표면 안착에 성공하면 지질과 열유량 조사, 지진계를 이용한 내부구조 분석 등의 임무가 부여된다. 이렇게 2단계까지 성공했을 경우 착륙선 또는 탐사로버가 채집한 달의 암석이나 토양 샘플을 지구로 가져와 직접 연구·분석하는 것이 달 탐사의 궁극적 지향점이다.

김대관 한국항공우주연구원 달탐사사업단장은 “그동안 달 궤도선 개발 관련 기술적 어려움과 일정 지연 등 많은 문제가 있었지만 궤도변경으로 답을 찾았다”며 “다누리 발사에 이어 오는 2031년 발사를 목표로 달 착륙선 초기설계 준비에 나선 상태”라고 말했다. 구본혁 기자