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다누리, 12월 31일 달 궤도 진입…인류 정착 후보지 찾는다

입력 2022/08/05 17:34
수정 2022/08/06 11:34
'우리별 1호' 발사 30년만에
달 탐사 여정 시작


전력 아끼고 작동수명 늘리려
4개월 반동안 우회해 달 접근
향후 달착륙선 착지지점 탐색

다누리, 발사체 분리 확인되자
항우연 연구진 일제히 환호성
◆ 대한민국 우주영토 개척 첫발 ◆

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지금으로부터 30년 전인 1992년 8월 11일 오전 8시 8분. 남미 프랑스령 기아나의 쿠루 우주기지에서 굉음이 울려 퍼졌다. 대한민국 최초의 인공위성 '우리별 1호'가 우주를 향하며 내뿜은 소리다. 11시간이 지난 뒤 우리별 1호는 지상 기지국에 신호를 보내 왔다. 우리나라의 우주 개척 역사가 성공적으로 시작된 순간이다.

5일 달탐사선 '다누리'가 미국 플로리다주 케이프커내버럴의 우주군기지 40번 발사대에서 달 궤도로 진입하기 위한 긴 항해를 시작했다. 단순히 지구 주변이 아니라 우주 심해를 향한 여정이 본격화한 것이다. 다누리 발사 시간은 우리별 1호와 똑같은 오전 8시 8분. 30년 동안 더욱 커진 꿈을 싣고 다누리를 태운 스페이스X의 팰컨9은 우주를 향했다.


미 우주군기지는 플로리다주의 가장 동쪽 해안에 위치해 있다. 발사 직전까지 구름 한 점 없이 맑은 날씨가 이어졌다. 발사 약 1시간 전부터 촬영 허가를 받은 사람들이 우주군기지의 발사운용동에서 미디어관람소로 차량을 타고 이동을 시작했다.

기자뿐 아니라 지역 거주자들도 미디어관람소에 모이며 다누리에 보이는 뜨거운 관심을 실감하게 했다. 특히 부모와 함께 온 어린이들과 10대 학생들, 망원경을 들고 발사대를 관찰하는 가족들이 다수였다. 관람 장소를 찾은 마이클 군은 "엄마와 함께 처음으로 발사체 발사를 직접 보게 되는 기회를 갖게 돼 매우 흥미롭다"고 밝혔다.

발사 1분 전부터 산화제가 점화되며 하얀 연기가 팰컨9 주위에 피어 올랐다. 3분이 지난 뒤부터는 육안으로 관찰할 수 없는 거리까지 멀어졌다. 이어 다누리가 팰컨9과 무사히 분리된 것이 확인되자 다누리 관람실에 있던 한국항공우주연구원(항우연) 연구진은 환호성을 내질렀다.

과학기술정보통신부는 "8시 48분께 고도 약 703㎞ 지점에서 다누리가 발사체와 분리됐고, 발사 약 92분 후인 9시 40분께 지상국과 첫 교신에 성공했다"고 밝혔다.


앞으로 다누리는 약 4.5개월 동안 '탄도형 달전이방식(BLT)' 궤도를 따라 우주의 먼 지점을 돌아 달 궤도에 진입하게 된다. 최대 거리는 156만㎞에 달한다. 지구에서 달로 직행하는 '직접전이' 궤도를 택할 경우에는 5일 안에 달에 도착할 수 있지만, 지구와 태양의 중력이 균형을 이루는 라그랑주점을 돌아서 달 궤도로 진입하면 속도를 급격하게 줄이지 않아도 돼 탐사선의 연료 소모량을 크게 줄일 수 있다.

이상률 한국항공우주연구원장은 "BLT 궤적은 연료를 아껴야 했기에 불가피하게 선택했다. 최대 비행거리가 600만㎞에 달하는 만큼 상당한 모험이자 부담이었다"며 "최초 BLT 궤적 설계에만 7개월이 걸렸다. NASA로부터 '매우 우수해서 수정할 부분이 없다'는 검토 결과를 받았다"고 전했다.

달 궤도 진입을 위한 항해 기간 동안 다누리에는 총 9번의 추력기 작동을 통한 방향 조정이 예정돼 있다. 당장 7일 오전 10시께 첫 번째 기동이 이뤄질 것으로 예상된다. 이어 라그랑주점을 향해 이동하다 9월 2일께 지구 방면으로 다시 방향을 전환하게 된다. 계획대로 진행될 경우 12월 말에는 달 상공 100㎞ 지점의 궤도에 안착할 전망이다.


다누리는 2023년 1월부터 6개의 탑재체를 활용해 달착륙선 후보지 탐색 등 임무를 수행한다. 이종호 과기정통부 장관은 "다누리는 최초 교신 성공으로 달을 향한 여정을 본격적으로 시작했다"고 밝혔다.

이번 다누리 발사는 2013년 달탐사선 연구 프로젝트에 착수한 지 약 10년 만에 거둔 성과이기도 하다. 2016년에는 달 탐사 1단계 개발계획안이 국가우주위원회에서 의결돼 사업에 본격 착수했다. 이어 2017년 스페이스X와 발사체 발사 용역 계약을 체결하고, 2020년에는 BLT로 궤도 진입 방식을 재조정했다. 이어 지난 6월에는 다누리 조립과 시험이 완료됐고, 7월 다누리는 발사장으로 이송됐다.

연구개발 과정도 순조롭지만은 않았다. 김성훈 항우연 위성연구소장은 "가장 어려웠던 것은 임무 기간을 늘리기 위해 다누리의 무게를 줄여야 했던 것"이라고 설명했다.

'포스트 다누리'가 될 달착륙선 계획도 준비 중이다. 당국은 2031년 달착륙선 발사를 목표로 관련 연구를 진행하고 있다. 다만 누리호 이후 진행되고 있는 '차세대 발사체 개발사업'이 성공적으로 먼저 완수돼야 한다. 달착륙선은 한국에서 만든 발사체에 실려 우주로 나갈 계획이기 때문이다. 계획대로 연구개발이 진행될 경우 9년 뒤에는 자체 개발한 우주선이 우리 발사체에 실려 달 표면에 착륙하는 모습을 볼 수 있다.

이 장관은 "정부는 2031년 우리 발사체로 달착륙선 자력 발사를 추진하고, 국제 유인 우주탐사사업인 아르테미스에도 참여하며 대한민국의 우주탐사 역량을 키워나갈 것"이라고 밝혔다.

[정희영 기자 / 케이프커내버럴 = 공동취재기자단]
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