K-우주탐사 영역 확장
지난 8월은 우리나라 최초의 달 궤도선 '다누리'가 우주로 발사된 지 만 3년이 된 달이예요. 정확히 말하면 2022년 8월 우주에 쏘아올려졌으니 3년하고도 한달이 지난 거죠.
다누리는 지난 3년 간 우주탐사 역사에 새 이정표를 쓰며, 많은 의미와 성과를 가져다줬어요.
지금 이 순간도 우주에서 홀로 맹활약을 펼치고 있는 다누리에 대해 상세히 살펴보려 해요. 다누리는 어떤 계기로 만들어졌는 지, 어떤 기술이 쓰여졌는 지, 어떤 임무를 부여받았는 지를 자세히 들여다 볼 거예요. 또한 발사 후 3년 동안 어떤 일을 했으며, 대한민국 우주과학 역사에 어떤 의미가 있는 지도 짚어볼 게요.
한국형 달 궤도선(軌道船, Korea Pathfinder Lunar Orbiter, KPLO) '다누리'는 2022년 8월 5일에 발사됐어요. '다누리'라는 이름은 '달을 누리다'의 의미를 가지고 있어요. 2022년 달탐사선 명칭 국민 공모전을 거쳐 이름이 정해졌죠.
한국항공우주연구원(KARI) 주관 아래 한국천문연구원, 한국지질자원연구원, 경희대학교 등이 과학 장비 개발에 참여했어요.
다누리를 만들고, 우주로 쏘아올리는 과정에서 많은 우여곡절이 있었죠. 인도는 우리나라보다 먼저 우주에 발을 내디뎠어요. 인도는 2008년 달 궤도선 '찬드라얀 1호'와 2019년 달 궤도선, 달 착륙선, 로버로 구성된 '찬드라얀 2호'를 발사하며 세계에서 6번째 달 탐사국에 이름을 올렸죠. 우리나라가 추구하던 달 탐사방식과 같죠.
2019년 2월 정상회담 차 한국을 방문한 나렌드라 모디 인도 총리에게 문재인 대통령이 인도의 발사체 기술이 필요하다고 말했고, 모디 인도 총리는 찬드라얀 프로젝트에 대한민국이 참여해 달라고 화답했죠.
애초 우리나라는 2019년 9월에 달 궤도선을 발사할 계획이었지만 일정이 지연되며 당초 목표보다 19개월 지연된 2022년 7월로 연기되었어요. 궤도선 무게도 당초 550㎏에서 678㎏으로 늘어났고, 개발비도 당초 1978억원보다 167억원이 늘었죠.
550㎏은 한국형 발사체로 발사하기 위한 최대 무게였는데 무게가 늘어나면서 한국형 발사체가 아닌 미국 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실어 달 궤도에 안착시키는 방식으로 계획을 변경했어요. 팰컨9으로 발사하면 더 무거운 달 탐사선을 실어보낼 수 있었거든요.
2022년 8월 다누리는 발사됐고, 4개월 반이 지난 12월 26일 다누리가 목표한 달 임무궤도인 100㎞에 안착하면서 우리나라는 세계에서 7번째로 달 탐사국 반열에 오르게 된 거죠.
다누리에는 △5m급 고해상도 카메라 △광시야 편광카메라 △감마선 분광기 △달 자기장 측정기 △우주 인터넷 시험 장비 △섀도우 캠 등이 탑재됐어요.
'5m급 고해상도 카메라'는 한국항공우주연구원이 개발했고, 한국형 달 탐사선이 착륙할 수 있는 후보지를 촬영하는 임무가 부여됐어요.
'광시야 편광 카메라'는 한국천문연구원이 개발한 달 전체 표면의 영상을 찍을 수 있는 기기예요. 극지방을 제외한 지역의 편광 이미지를 촬영하는 임무를 받았죠. 이미지를 이용해 달 탐사선의 착륙 후보지를 정하고, 달 표면의 물질의 종류와 입자 크기를 조사할 예정이예요.
'감마선 분광기'는 한국지질자원연구원이 개발했고, 달 표면을 이루는 원소의 성분과 분포 양상을 파악하는 데 쓰여요.
'달 자기장 측정기'는 경희대학교가 개발했고, 달 표면에서 100㎞ 상공까지의 자기력을 측정하는 자력계이예요.
'우주 인터넷 시험 장비'는 한국전자통신연구원이 개발한 것으로, 지연-내성 네트워크를 시험하는 장비예요.
'섀도우 캠'은 애리조나 주립대 등에서 개발한 달 탐사용 광학 카메라로, 미국 연구진이 개발한 탑재체를 싣기로 한 미 항공우주국(NASA)과의 협약에 따라 탑재됐어요. 물에 대한 증거를 찾기 위해 달 표면에서 영구적으로 그림자가 있는 지역의 반사율을 지도로 만들죠. 달 정찰 인공위성의 카메라에 기반을 두고 있지만 그보다도 800배 더 민감하다는군요.
이들 장비를 탑재한 다누리는 2022년 8월 5일, 미국 플로리다 케이프커내버럴 우주공군기지에서 팰컨9 로켓에 실려 발사됐어요.
다누리의 임무를 다시 정리하면 △달 궤도 진입 및 안정적 운용기술 확보 △달 표면 및 자원 탐사 △향후 달 착륙선 임무를 위한 후보지 조사 △국제 협력 기반 마련 등으로 요약할 수 있어요.
우주항공청은 8월 5일 다누리 발사 3주년을 맞아 그간의 관측 성과를 발표했어요. 성과 발표 행사에는 다누리 및 과학 탑재체를 개발한 한국항공우주연구원, 한국천문연구원, 한국지질자원연구원, 경희대 관계자들이 참석했죠.
다누리는 지난 3년 동안 맡은 임무를 완벽하게 해냈어요. 다누리에 탑재된 고해상도카메라는 2032년 발사 예정인 우리나라 첫 달 착륙선의 착륙 후보 지역 영상을 확보했고, 추가 자료를 모으고 있어요. 라이너감마(Reiner Gamma) 지역, 섀클턴 크레이터(Shackleton Crater) 인근지역 등 향후 쏘아올릴 달 착륙선의 착륙지 선정에 중요한 자료로 쓰일 예정입니다.
광시야 편광 카메라는 달 전체 지도를 완성했어요. 가시광에서의 달 전체 지도를 완성한 것은 미국, 일본, 중국에 이어 세계에서 4번째죠. 지금은 달 표면 편광지도를 제작하는 데 필요한 데이터를 모으고 있어요.
감마선 분광기를 활용한 달 표면 전체에 대한 △자연방사성원소 지도 △중성자 지도 △극지방의 물 추정 지도 제작 임무를 완수했어요. 앞으로는 달 표면의 주요 구성성분인 산소, 철, 알루미늄, 칼슘 등이 표시된 주요 원소 지도를 제작하는 일을 이어가죠.
달 자기장측정기는 달 표면 자기장이 강하게 나타나는 특이지역인 라이너감마 지역 등에 대한 세계적 수준의 정밀 자기장 지도를 완성해냈어요. 이를 바탕으로 자기장 관측 자료를 활용해 우주환경, 다이나모 형성과 진화, 달 내부구조 연구를 추가로 수행할 거예요.
NASA 섀도캠은 국제적 관심 지역이자 얼음 존재 가능성이 높은 달 남·북극 영구음영지역에 대한 이미지 관측을 세계 최초로 성공하기도 했어요.
이러한 다누리 관측 자료는 항우연 과학데이터 관리 및 공개시스템인 KPDS를 통해 공개하고 있으며, 국내외 달 관련 연구에 활발하게 활용되고 있어요.
그동안 관측 자료는 달 연구 기초 자료로 활용되고 있으며, 현재까지 총 30편 이상 국내외 학술 논문이 게재되는 등 다누리 관측 성과를 활용한 우리나라 연구자들의 주도적 연구가 이어지고 있습니다.
초기 임무를 성공적으로 수행한 다누리는 두 차례 임무 연장을 통해 2027년까지 운영될 예정이죠. 지난 2월에는 임무 고도를 60㎞까지 낮춰 달 표면에 더욱 근접한 관측을 수행하고 있어요. 9월부터는 별도 연료 소비 없이 장기간 궤도 유지가 가능한 동결궤도로 자리를 옮겨 관측 임무를 지속할 예정이랍니다.
강경인 우주청 우주탐사부문장은 “다누리를 통해 확보한 관측 데이터를 활용해 달 착륙선 착륙지 선정, 달 환경에 대한 이해, 그리고 국제 공동연구 기반 마련 등 국내 연구자 역할이 더 커질 것으로 기대된다”며 “다누리 임무 연장을 통해 확보한 과학적 성과를 활용해 우주탐사 영역을 더욱 확장해 나갈 계획”이라고 말했다.
다누리는 우리나라가 처음으로 만든 달 탐사 궤도선이예요. 이 작은 우주선은 단순히 달에 가는 것만이 아니라, 대한민국 우주과학의 큰 도약을 보여주는 상징이기도 해요.
우리 손으로 만든 우주기술 : 예전엔 다른 나라의 도움을 받아야만 우주 탐사를 할 수 있었지만, 다누리는 우리 기술로 직접 만들고 운용한 첫 달 궤도선이예요. 이제 우리는 스스로 우주를 탐험할 수 있는 능력을 갖추게 된 거죠.
함께하는 우주 탐사 : 다누리는 미국 NASA와 함께 달을 관측했어요. 국제적으로 협력하면서 우리나라가 세계 우주연구에 기여할 수 있다는 걸 보여준 사례가 됐죠. 우주 탐험은 혼자 하는 게 아니라, 함께 힘을 모아야 더 멀리 갈 수 있다는 것을 증명한 셈이죠.
미래 탐사를 위한 준비 : 다누리는 달의 환경, 자원, 착륙할 수 있는 장소 같은 중요한 정보를 모았어요. 이 자료들은 앞으로 우리가 달에 사람을 보내거나 기지를 세울 때 꼭 필요한 기초가 될 겁니다.
우주항공청의 첫 성과 : 다누리는 우리나라에 새로 생긴 우주항공청이 만든 첫 번째 큰 성과로 기록됐어요. 앞으로 더 많은 우주 프로젝트가 이어질 텐데, 그 시작을 알리는 멋진 출발점이 된 거죠.
다누리가 달 궤도를 돌며 멋진 임무를 마친 뒤, 우리나라는 더 큰 꿈을 꾸기 시작했어요. 바로 2032년에 달에 직접 착륙하는 달 착륙선을 보내는 것이죠.
다누리가 보내준 달의 사진과 정보 덕분에, 과학자들은 달에서 안전하게 착륙할 수 있는 장소를 고르고 있어요. 그곳에 착륙선이 내려가면, 달의 흙과 돌을 조사하고, 자원이 있는지도 살펴볼 거예요. 이 착륙선에는 특별한 장비들이 실릴 예정인데, 달의 환경을 분석하고 자원을 채굴할 수 있는 도구들이죠. 말 그대로 달 탐사의 실전 단계인 셈이죠.
우리나라 우주항공청은 큰 그림을 그리고 있어요. 단순히 달 착륙선만 목표로 하는 게 아니죠. 그 다음 목표는 화성 탐사가 될 수도 있어요. 그리고 혼자서만 탐사하는 게 아니라, 미국이나 유럽 같은 나라들과 함께 국제 공동 프로젝트에도 참여할 계획이죠. 서로의 기술과 정보를 나누면 더 멀리, 더 안전하게 우주에 갈 수 있으니까요.
우주에서 쓰이는 기술은 단지 우주에만 필요한 게 아니예요. 예를 들어, 우주선에 쓰이는 센서나 로봇 기술은 지구에서도 의료, 환경, 산업 분야에 활용될 수 있어요. 그래서 우주항공청은 이런 기술들을 민간 기업에 이전하고 산업화하려고 합니다.
우리나라의 우주 탐사는 단순한 과학 실험이 아니라, 미래 산업과 교육, 국제 협력까지 연결되는 중요한 프로젝트입니다. 청소년들이 우주에 관심을 가지면, 앞으로 이 분야에서 활약할 수 있는 기회도 많아질 거예요. 훗날 우주 과학자나 엔지니어가 될 수도 있죠.
※ 이 기사의 교육용 PDF 파일 내려받으려면 주니어전자 홈페이지(jr.etnews.com)에 들어오셔서 해당 기사를 찾아 아래 링크를 클릭하세요.
韓 최초 달궤도선 '다누리' 발사 3주년 우리가 얻은 성과는
최정훈 기자 jhchoi@etnews.com