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[뉴있저] 한국 첫 달 탐사선 '다누리' 목표 궤도 진입 성공...의미와 과제는?

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■ 진행 : 함형건 앵커, 윤보리 앵커
■ 출연 : 이복직 / 한국연구재단 우주기술단장

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송로 확인하시기 바랍니다. 인용시 명시해주시기 바랍니다.

[앵커]
우리나라 최초의 달 탐사선 '다누리'가 성공적으로 목표 궤도에 진입했습니다. '다누리'가 탐사 과정까지 성공한다면 우리나라는 달 탐사선을 보낸 세계 7번째 나라가 됩니다. 이번 발사가 어떤 의미가 있고 남은 과제는 무엇인지, 이복직 한국연구재단 우주기술단장과 함께 자세한 이야기 나눠 보겠습니다. 안녕하십니까?

[이복직]
안녕하세요.

[앵커]
오늘 다누리. 일단 달을 향해 가는 궤도에는 성공적으로 진입한 거죠. 오늘 발사과정 전반적으로 어떻게 보셨나요?

[이복직]
오늘 발사는 굉장히 순조로웠고요. 예정된 대로 오늘 오전 8시 8분에 이륙을 해서 발사 후 약 한 40분이 경과된 지점에 다누리가 발사체로부터 안정적으로 분리되는 장면이 전 세계에 생중계됐었고요. 그렇게 해서 지금 오늘 오후에 과기정통부에서 발표가 있었습니다마는 첫 번째 교신에 성공하여 초기 상태가 모두 안정적이고 문제가 없음을 확인했습니다.

[앵커]
그런데 다누리가 달로 가는 건데 달로 직행한 게 아니라 달 반대편인 태양계 쪽을 아주 멀리, 멀리 돌아서 간다고 하더라고요. 달로 바로 가면 사흘이면 간다는데 이렇게 가면 5개월 정도가 걸린다고 하잖아요. 이렇게 돌아가는 이유는 뭔가요?

[이복직]
빨리 가고 싶을 수 있겠지만 빨리 가는 데에는 비용이 드는데요. 그 비용은 연료입니다. 연료를 가는 데 소모를 많이 하게 되면 실제로 달에 가서 달에서 임무를 수행할 때 그 임무 기간이 줄어들 수밖에 없기 때문에 달의 임무기간을 최대화하기 위해서 연료를 가장 절약할 수 있는 특수한 궤도를 찾게 됐는데요. 그 노력으로 만들어진 게 지금 보시는 탄도형 달 전이 궤도입니다.

[앵커]
지금 화면에도 비춰지고 있습니다마는 지구에서 다누리가 발사가 돼서 화면에 보시는 것처럼 나비 모양, 리본 모양의 궤적을 따라서 달까지 가게 됩니다. 이렇게 한 번 태양 쪽으로 쭉 가다가 방향을 틀게 되는데요. 방향을 틀 때는 어떤 방식으로 틀게 되는 건가요? 추진체를 사용하나요?

[이복직]
말씀드린 대로 지금 다누리 678kg의 체중에는 한 260kg의 연료가 포함되어 있는데요. 그 연료를 이용해서 한 4개의 주추력기를 이용해서 방향을 조정하게 됩니다. 지금 달 궤도 오늘 진입을 했고 그 이후에 약 한 달 정도 비행을 하면 저희 태양과 지구 사이의 중력이 균형을 이루는 라고랑지 지점이라는 곳에 근접하게 되는데요.

[앵커]
아까 화면에 보실 때 이렇게 수평선처럼 그어진 직선을 말하는 거죠?

[이복직]
네. 태양을 향해 가다가 그 지점에 이르면 약간 아까 나비의 날개 모양 형태로 약 한 달 정도는 굉장히 저속으로 방향을 전환하는 경로를 겪게 됩니다. 첫 한 달 동안은 첫 번째 라그랑지 포인트를 향해서 비행을 하게 되고 그다음 한 달 동안은 비행을 더 해서 약 지구로부터 한 156만 킬로미터 떨어진 반환점까지 가게 되는데요. 그 반환점을 돌게 되면 이후 다시 또 한 2개월 보름 정도의 경로를 거쳐서 달을 향해서 다시 돌아오게 되는 거죠. 그러니까 가는 동안에 태양을 향하는 이유는 태양의 중력을 이용해서 저희가 연료를 아끼고 저 비행 과정에서 천체들의 중력만을 이용해서 운동에너지를 얻는 방식을 택했기 때문입니다.

[앵커]
저렇게 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 그 지점을 통과하면서 천체의 중력을 이용해서 비행을 계속하게 된다. 그 과정에서 여러 가지 오차 보정도 해야 될 것 같고요. 조금만 궤도에서 벗어나도 큰 오차가 날 수 있는 그런 굉장히 정밀도가 요구되는 과정일 것 같은데 여러 차례 고비가 있을 것 같습니다.

[이복직]
맞습니다. 4개월 보름이라는 굉장히 긴 여정을 가기 때문에 초기에 어떤 저희가 예상했던 궤도로부터 조금이라도 벗어나게 된다면 그 오차가 누적이 돼서 나중에는 다른 경로로 갈 위험성이 있기 때문에 저희가 저 궤도 전체에 걸쳐서 한 9개 지점에 경로 수정 기회가 있습니다. 그래서 첫 번째 경로 궤도 수정 조정을 발사 후 이틀이 되는 시점 그러니까 50시간이 지나고 나서 내일 모레 오전 한 10시쯤에 첫 번째 궤도 수정 기동을 하게 되고요. 그것이 성공하게 되면 저희가 명령을 주고받고 추력기가 정상 작동하는구나를 확인할 수 있겠고요. 그런 기회가 저희에게는 12월 중순까지 9번이 있습니다.

[앵커]
9번의 고비가 있는 거군요.

[앵커]
이렇게 9번의 고비를 무사히 넘겨서 12월에 달에 도착하게 되면 그때부터 다누리의 임무는 어떤 건가요?

[이복직]
12월 중순쯤에 달의 궤도에 근접하고 나면 또 달 궤도, 저희가 목표로 하는 달로부터 100km 고도를 유지하는 원 궤도를 만들게 되는데요. 그 궤도에 진입하기 위해서 5번의 감속을 거쳐서 12월 말이 되면 저희가 목표하는 달 인공위성 궤도에 들어가게 되고요. 그 이후 내년 1월 1일부터는 1년의 임무 기간을 목표로 달 탐사를 본격적으로 시작하게 됩니다. 다누리는 달에 착륙은 하지 않고요. 1년 동안 하루에 12바퀴씩 달을 돌면서 달 표면을 탐사하고 여러 가지 과학적 임무를 수행하게 됩니다.

[앵커]
달 표면에 가는 게 아니라 달 궤도를 돌면서 임무를 수행하는 것 같은데요. 말씀하셨다시피 1년을 목표로 하고 있는데 이 1년이 지나게 되면 다누리는 어떻게 활용이 되는 겁니까?

[이복직]
그때 당시에 연료가 얼마큼 남아 있지에 따라서 의사결정이 달라질 수 있겠는데요. 기본적으로 1년의 임무 기간이 부족했다고 판단되는 시점에 연료가 남아 있다면 임무를 연장할 수도 있겠고요. 두 번째 선택지로는 다누리를 달 표면으로 내리는 건데요. 착륙을 안착시킨다기보다는 달에 충돌을 하게 됩니다. 달 궤도를 벗어나서 끌어내리게 되면 충돌하게 되는데 충돌 직전까지 또 여러 가지 정보를 얻고 또 충돌 과정도 어떤 하나의 물리적인 관찰이 될 수 있는 선택지가 있고요. 또 한 가지 선택지로는 지금 100km 원궤도를 유지하는 데는 에너지가 필요로 하기 때문에 연료가 소모되는데요. 특정한 타원 모양의 궤도가 연료를 소모하지 않는 동결 궤도라고 하는 궤도가 있습니다. 그쪽으로 다시 옮겨 타서 보내게 되면 저희가 연료가 없는 상태에서도 어느 정도 수년간 궤도를 유지할 수 있기 때문에 그것도 또 하나의 선택지가 돼서 저희가 임무를 수행하는 동안 내년 6월 말경에 다누리의 미래에 대해서 한번 논의할 기회가 있습니다.

[앵커]
아까 말씀하신 다누리의 다양한 임무. 관측이라든가 탐사를 위해서 지금 한 6가지 정도 탐재체가 붙어 있는 거죠. 탑재되어 있는데 하나하나 특징을 설명해 주시겠습니까?

[이복직]
6가지 다양한 국내 연구기관에서 만든 탑재체가 있고요. 그중에 5종이 국내 독자 기술로 개발된 거고 한 가지는 미국 나사에서 제공한 탑재체를 다누리에 싣게 된 경우입니다. 지금 보고 계시는 저 그림에서 자기장 측정기라고 하면 지구와 마찬가지로 달도 주변에 자기장이 형성되어 있는데요. 그를 통해서 달의 기원을 찾는 과학적 연구를 할 수 있겠고요. 기본적으로 고해상도 카메라가 장착돼서 달 표면의 사진을 얻게 되고 또 감마선 분광기는 달 표면에 있는 여러 가지 자원들로부터 나오는 감마선을 측정해서 어떤 원소가 어디에 있는지를 저희가 파악할 수 있습니다. 그러니까 달 표면의 원소지도를 그릴 수 있는 기술이고요. 또 광시야 편광 카메라가 장착돼서 일반적인 영상이 아닌 편광 영상을 취득해서 달 표면의 입자들이 어떤 분포를 가지고 있는지. 예를 들어서 어떤 지역이 모래밭인지 또는 자갈밭인지 이런 것들을 파악할 수 있게 됩니다. 또 우주인터넷 탑재체는 저희가 처음으로 달 궤도와 지구상 간의 우주인터넷이라는 어떤 특정한 프로토콜을 시험하는 기능을 수행하게 되고요. 마지막으로 아까 말씀드렸던 나사가 개발을 해서 다누리를 통해서 시험을 하게 되는 섀도우캠이라고 부르는 영구 음영가져 카메라가 있습니다. 달의 남극과 북극은 태양빛이 영원히 닿지 않아서 저희가 일반적인 사진을 찍으면 굉장히 어둡게 보이는 지역들이 있는데요. 알려진 바로는 남극과 북극 그 극지방에 얼음형태의 물이 존재하고 있는 것으로 알려져 있기 때문에 그 부분을 좀 더 정확히 관찰하기 위해서 저러한 음영지역 카메라를 탑재하게 됐습니다.

[앵커]
단장님 말씀해 주신 것처럼 극지방을 관찰하는 섀도우캠 이게 미 항공우주국이죠. 나사에서 개발한 거라고 하는데요. 이걸 다누리에 탑재한 게 어떠한 상징적인 의미가 있다고 하더라고요.

[이복직]
우주개발은 어느 한 나라의 노력으로만 이뤄진다기보다는 국제적인 협력이 굉장히 중요한 분야인데요. 지금 현재 미국이 주도하는 아르테미스라고 하는 프로젝트가 지금 전 세계가 협력해서 진행하고 있고요. 달에 유인기지를 만들고 달 자원을 추구하는 프로젝트가 지금 시행되고 있는데 지금 미국이 본격적으로 달에 착륙지를 선정하기 전에 탑재체를 다누리에 싣고 다누리가 극지방을 관찰해서 미국 아르테미스 프로그램 전체의 유용한 정보를 제공해 주는 국제협력의 좋은 사례라고 볼 수 있겠습니다.

[앵커]
정리하면 6가지의 과학장비 중에서 5개는 국내에서 개발한 거고 섀도캠이라는 것 한 가지가 나사에서 개발한 거고 이렇게 보면 되겠네요. 알겠습니다. 아까 설명하시는 내용을 보니까 그러면 달 탐사 과정에서 저런 관측장비를 이용해서 달이 어떤 원소로 이루어졌다든가 그거는 달의 어떤 광물이 있는가를 관측하는 의미도 있을 것 같습니다. 최근 들어서 많은 나라들이 다시 달 탐사에 나서고 있는데 다시 한 번 달 탐사에 많은 국가들이 나서고 있는 그 배경에는 그런 이유도 있을까요? 달에 있는 여러 가지 광물이라든가 활용 가치를 보고 나서인가요? 어떤 의미가 있습니까?

[이복직]
맞습니다. 과거 1960년대 구소년과 미국이 달을 향해서 경쟁을 한 바가 있는데요. 그때는 냉전시대의 어떤 기술적 우위를 점하고자 하는 게 있었다면 지금 와서 다시 전 세계가 달에 도전하는 이유는 경제성이 큽니다. 지금 달과 또 지구와 달 사이의 공간, 시스루나 스페스라고 부르는데요. 예를 들어서 우주공간에 작은 바위나 돌멩이 크기의 파편들이 있는데 그런 암석들에는 지구에 존재하는 매장량의 수배 또는 수십배가 되는 귀한 희귀금속을 포함해서 금, 은 이런 자원들이 풍부히 있는 것으로 알려져 있고요. 또 달 자체에도 극지방에 티타늄이라든가 또 물도 있지만 또 달 표면으로부터 약 2m 정도의 깊이로 들어가면 헬륨3라고 하는 지구에는 존재하지 않는 특정한 물질이 있습니다. 그것이 예를 들어서 1g 정도를 우리가 지구로 가져올 수 있게 되면 석탄 40톤 정도의 에너지를 대체할 수 있는 굉장히 희귀한 원소인데요. 지구 입장에서는 희귀한 원소입니다. 그게 아직 물론 상용화되기까지는 핵융합 기술이 선행돼야 되겠지만 어쨌거나 그러한 여러 가지 자원들의 탐사기회를 엿보고자 세계 각국이 달을 향해 다시 경쟁하고 있는 상황입니다.

[앵커]
이번에 우리나라도 꼭 성공했으면 하는 바람을 많은 분들이 가지고 계실 텐데 이번에 다누리가 달 탐사를 성공하게 되면 이때 남은 과제는 또 뭐가 있을까요?

[이복직]
우주기술이라고 하면 크게 세 가지 분야가 있습니다. 발사체, 위성기술 그리고 탐사 기술인데요. 저희가 누리호를 통해서 발사체 기술을 확립했고 또 다음 주가 되면 우리별1호가 발생된 지 30주년이 되어서 우리나라가 위성기술은 어느 정도 성숙한 단계에 이르렀고요. 이제 다누리를 통해서 탐사기술에 처음 도전을 했기 때문에 어떻게 보면 우주기술의 3대 축을 다 한 번씩 시도해 보고 성공의 기반을 마련하는 단계에 이르렀다고 볼 수 있고요. 이다음 숙제는 달에 착륙하는 것입니다. 달에 착륙하는 데 성공한 나라는 전 세계에서 현재 세 국가밖에 없고요. 굉장히 어려운 기술로 알려져 있는데 저희가 2031년을 목표로 달 착륙선도 개발하고 이번에는 착륙선을 해외 발사체를 이용하지 않고 누리호 다음으로 개발될 차세대 발사체를 이용해서 진정한 달 착륙을 목표로 달 탐사를 기획하고 있습니다.

[앵커]
우리나라에도 본격적인 우주 탐사시대가 개막이 되고 있습니다. 오늘 다누리호 발사의 의미, 이복직 한국연구재단 우주기술단장과 함께 알아봤습니다. 고맙습니다.


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