달 궤도선 '다누리' 준비 완료... 한국 우주 탐사 향한 첫걸음

내달 초 美 우주군기지로 보내
최종 점검 마치고 8월 3일 발사
달 착륙지 선정 위한 영상 촬영
지질자원 확인·장비 테스트 등
"NASA와 협력증진 기회 될 것"

2022년 8월 3일, 우리나라가 처음으로 지구 궤도를 벗어나 달에 간다. 한국항공우주연구원은 우리나라 최초의 달탐사선 '다누리'가 미국 발사장으로 이동하기에 앞서 그 모습을 공개했다. 항공우주연구원 이상률 원장은 지난 3일 대전 항공우주연구원에서 가진 '다누리' 현장설명회에 참석해 "다누리 발사는 우리가 이제 지구를 벗어나 우주 탐사를 향한 첫 걸음"이라며 "이를 발판으로 머나먼 심우주로 다가갈 수 있는 계기가 될 것"이라고 말했다. 이 원장은 "다누리의 성공은 NASA와 하드웨어적으로 협력한 최초의 사례가 될 것"이며 "이번 성공으로 NASA에게 신뢰를 얻으면 이를 발판삼아 우리나라가 더 크고 도전적인 우주 프로젝트를 NASA와 함께 할 수 있는 기회가 주어질 것"이라고 말했다. 그는 특히 "미국으로부터 아르테미스 계획을 함께 하자는 제안을 받는 등 미국이 한국을 파트너로 보고 있는 이유 자체가 아마도 달궤도선 발사와 무관하지 않을 것"이라고 강조했다.

한국항공우주연구원 달탐사사업단 다누리 개발진이 오는 8월 발사를 앞둔 달 궤도선 '다누리'를 발사장 이송 전 최종 점검을 하고 있다. 항공우주연구원 제공

■7월 6일 미국 발사장 도착

6일 항공우주연구원에 따르면, 다누리는 8월 3일 오전 8시 20분(한국시간) 미국 플로리다 케이프커네버럴 우주군기지에서 스페이스X의 팔곤9 발사체에 실려 달로 향한다.

이 원장은 "다누리가 달궤도에 안착하면 우리나라는 러시아, 미국, 일본, EU, 중국, 인도에 이어 7번째 달 탐사선을 보낸 국가가 된다"고 설명했다.

다누리는 지난해부터 조립을 시작해 지난 5월까지 발사체에 실려 우주로 나갈때를 대비한 진동시험과 우주에서 겪게 될 극저온과 고온, 전자파시험 등 다양한 우주환경시험을 성공적으로 마쳤다. 다누리는 7월 5일 항공우주연구원에서 출발해 인천공항으로 간뒤, 그 다음 날 새벽에 출발, 7월 6일 미국 플로리다에 도착할 예정이다.

항공우주연구원 김대관 달탐사사업단장은 "다누리는 달의 100㎞ 고도를 돌면서 2030년 우리의 달 착륙선이 착지할 후보지역을 찾게 된다"고 설명했다.

또한 다누리에 탑재된 장비 6개 중 5개는 우리가 직접 만든 것으로 그 성능을 검증하게 된다. 각각의 장비로 달 자원과 달의 다양한 지질학적 특성을 확인하고 지구와 달, 지구와 심우주간을 연결하는 통신장비의 기술 테스트도 이어진다. 뿐만 아니라 NASA의 장비도 실려 달의 영구 음영지역을 살펴보면서 얼음이 실제 존재하는지 살펴볼 예정이다.

달 궤도선 '다누리'와의 교신을 위한 심우주안테나는 국내 최대 35ｍ급 심우주 안테나 반사판을 가지고 있으며, 경기도 여주 위성센터에 위치한 심우주 지상국에 구축됐다. 항공우주연구원 제공

■연료 문제 해결위해 156만㎞ 비행

달탐사 개발사업은 우리나라가 처음으로 도전하는 심우주개발사업으로 상당한 부침이 있었다.

우리나라가 달탐사 프로젝트를 계획한지 15년, 다누리 개발사업을 시작한지 7년만이다. 그동안 여러 우여곡절을 겪으며 발사계획이 3차례 변경됐었다.

당초 개발기간이 3년이었으나, 다누리를 설계하는 과정에서 문제가 적지 않았다. 문제는 지구를 출발해 1년간 달 궤도를 돌면서 임무를 수행해야 하지만 다누리의 연료와 무게가 맞지 않았다. 항공우주연구원의 달탐사 사업단 내부에서도 의견이 일치하지 않으면서 공전을 거듭했다.

결국 4차례나 사업기간을 변경하고 다누리의 중량도 550㎏에서 678㎏으로 늘렸다. 대신 다누리가 달로 가는 길을 수정해야 했다. NASA는 최신예 항법인 달 궤도 전이 방식(BLT/WSB)을 이용해 달 궤도에 진입하는 것을 제안했다.

이 항법은 지구와 달과의 거리인 38만4000㎞보다 4배가 넘는 156만㎞를 돌아가게 된다. 이 때문에 달 궤도선은 137일간 비행해 달 궤도에 진입한다.

■산학연이 협력해 다누리 완성

다누리는 산학연이 힘을 모아 우리 손으로 직접 만든 달궤도선이다.

경기도 여주 위성센터에 위치한 심우주 지상국은 SK브로드밴드가 안테나 시스템 구축을 맡아 국내 최대 35ｍ급 심우주 안테나 반사판을 설치했다. 심우주 지상국은 지구에서 38만4400㎞ 떨어져 있는 달 주위를 돌며 탐사 활동을 벌일 달 궤도선과 통신한다.

다누리의 핵심장치 중 고해상도카메라는 한화시스템, i3Systems, 데크항공, 이엘엠 등이 항공우주연구원과 함께 만들었다. 이 장치는 달 표면을 촬영하면서 2030년 국내 달착륙선의 착륙 후보지를 탐색한다. 해상도가 최대 5m 이하급이며 위치오차도 225m 이하로 개발됐다.

세계 최초로 달 표면지도를 제작하기 위한 광시야편광카메라는 한국천문연구원을 중심으로 샛별과 미래기술이 참여해 개발했다. 이 기술을 이용해 부산시가 NASA와 공동으로 미세먼지와 에어로졸을 관측하는 장치를 개발하고 있다.

달 주변의 자기장 세기를 측정하는 자기장측정기는 경희대가 센서피아, 인투룰 등과 함께 개발했다. 이 장치는 국가간 장벽이 높은 기술로 국내 자기장 센서 및 활용기술을 우주 탐사뿐만 아니라 재난경보, 광물 탐사 등 민수, 산업, 군사 등으로 확대가 가능하다.

한국지질자원연구원이 주관해 만든 감마선분광기는 뉴케어, 에스템테크가 참여했다.

이 장치로 달 표면의 지질자원을 탐사한다.

한국전자통신연구원에서 개발한 우주인터넷 검증기는 루미르, 위즈노바가 함께했다.

지구와 달 궤도선 간 우주인터넷 통신기술을 검증하고, 메시지 및 파일 전송, 실시간 동영상 전송 등을 시험할 계획이다.

[e-mail] 김만기 기자