세계 최초 우주인터넷 시험…美 아르테미스 계획 협력

5일 오전 8시 8분 미국 플로리다 케이프커내버럴 미우주군기지 40번 발사장에서 다누리를 탑재한 팰컨 9 발사체가 발사됐다. 사진/연합뉴스
5일 오전 8시 8분 미국 플로리다 케이프커내버럴 미우주군기지 40번 발사장에서 다누리를 탑재한 팰컨 9 발사체가 발사됐다. 사진/연합뉴스

우리나라의 첫 달 탐사선인 ‘다누리’가 달 전이궤도에 성공적으로 진입했다. 다누리는 우리나라 최초 달 탐사선이라는 점에서도 우리에게 큰 의미를 갖지만, 달 전체 편광 지도 제작‧우주인터넷 통신 시험 등 세계최초로 실시되는 임무가 많아 국제 과학계의 주목을 받고 있다.

과학기술정보통신부(이하 과기부)는 한국 최초 달 궤도선 다누리가 오후 2시 기준 달 전이궤도에 성공적으로 진입한 것을 확인했다고 밝혔다.

다누리는 5일 오전 8시 8분 48초 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X의 발사체 팰컨9에 실려 발사됐다. 약 한시간이 지난 이날 오전 9시 40분께 캔버라 안테나를 통해 지상국과 첫 교신이 이뤄지는 데 성공했다.

한국항공우주연구원(항우연)은 다누리 관제실에서 스페이스X사로부터 받은 분리 속력과 분리 방향 등 정보를 분석해, 다누리가 발사체로부터 정상적으로 분리돼 목표한 궤도에 진입한 것을 확인했다.

또한 수신된 위성 정보를 분석한 결과 다누리의 태양전지판이 전개돼 전력생산을 시작했고, 탑재컴퓨터를 포함한 장치들 간 통신이 원활히 이루어지고 있으며, 각 장치의 온도도 표준범위 내에 위치하는 등 정상적으로 작동하고 있음을 확인됐다.

다누리는 지구에서 약 38만km 떨어진 달로 곧장 가는 대신 탄도형 달 전이 방식(BLT)을 선택했다. 발사체와 분리될 때 얻은 추진력을 이용해 태양 방향으로 날아가고, 태양과 지구의 중력이 평형을 이루는 라그랑주점을 지난다. 이때 다누리는 최대 156만km까지 멀어진다.

이후 방향을 돌려 지구의 중력을 이용해 돌아 오면서 달의 지구 공전 궤도에 올라타는 방식이다. 5일 이내에 갈 수 있는 직접 전이, 1개월 정도 걸리는 위상전이 방식에 비해 BLT 방식은 4개월반이라는 긴 시간이 걸린다.

다누리가 멀리 돌아가는 이유는 연료 소모를 아끼기 위해서다. BLT는 다른 방식에 비해 연료 소모를 25% 줄일 수 있다. 향우연은 탑재재 개발 과정에서 중량이 당초 설계했던 550㎏에서 678㎏으로 늘어났고, 연료 부족 문제를 해결하기 위해 BLT방식을 채택했다고 설명했다.

이로써 우리나라는 러시아, 미국, 일본, 유럽, 중국, 인도에 이어 달 탐사선을 보내는 세계 7번째 나라에 이름을 올리게 됐다.

세계 최초 달 전체 편광지도‧우주인터넷 시험

다누리는 기존 탐사선보다 훨씬 가깝고 정밀하게 달을 관측하는 만큼 국제 과학계의 주목을 받고 있다. 국제학술지 '네이처'와 ‘사이언스’는 다누리가 달에 관한 주용한 정보를 생산할 장비를 가져간다며 기대를 내비치기도 했다.

다누리에 탑재된 장비 중 5개는 국산 기술 개발한 것으로, 우주인터넷, 고해상도카메라, 광시야편광카메라, 자기장측정기, 감마선분광기로 이루어져있다. 나머지 1개 장비는 NASA가 개발한 섀도우캠(영구 음영지대 카메라)다.

이중 한국천문연구원의 광시야편광카메라는 세계 최초로 달 표면 전체 편광지도를 제작하게 된다. 이를 통해 달 뒷면의 입자 크기와 티타늄 분포도를 조사하는 한편, 대기가 없는 달 표면의 우주풍화 현상에 대해서도 규명한다.

심우주 탐사용 우주 인터넷시험(DTN)도 세계 최초로 시도한다. 한국전자통신연구원(ETRI)이 개발을 총괄한 우주인터넷 시험장비는 달에서 지구로 문자와 파일 동영상을 전송한다. 우주인터넷 장비에는 BTS(방탄소년단)의 노래 ‘다이너마이트’가 들어 있다.

NASA의 ‘섀도우 캠’은 햇빛을 받지 않아 극저온 상태인 달 영구음영지역을 촬영하고, 얼음 형태의 물이 있는지 탐색한다. 얼음의 존재는 인간이 생존할 수 있는 중요한 자원이 있다는 의미로, 달에 유인기지를 건설하려는 '아르테미스 계획'과 밀접한 연관이 있다.

한국항공우주연구원이 개발한 ‘고해상도 카메라’가 달 표면을 관측해 2030년까지 개발할 달 착륙선이 내릴 후보지를 탐색하고, 경희대에서 제작한 ‘자기장 측정기’는 달 주위의 미세한 자기장을 측정한다. 한국지질자원연구원에서 개발한 ‘감마선 분광기’는 물, 산소, 헬륨3, 철, 칼슘, 티타늄, 규소 등 원소에 대한 지도를 만든다.

다누리는 올해 12월 31일 목표 고도 궤도에 진입한다. 임무 기간은 내년 1월부터 1년간으로, 달의 극지방을 지나는 원궤도를 따라 돌면서 탑재한 6종의 과학 임무 탑재체를 통해 달을 관찰할 예정이다.

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