우주개발 30년… 지구를 보는 위성을 넘어 우주로 향한다

우리별1호 이후 30년
달궤도선 8월 1일 발사
84개월간 2367억 투입
달착륙선 착륙지역 물색

KPLO 비행상상도 비행상상도. 항공우주연구원 제공

[파이낸셜뉴스] "달 궤도선은 달이 목적이 아니라 우리가 갖고 있는 우주 탐사 기술을 검증하는 테스트 베드다. 우리의 목표는 그 너머에 있다."
한국항공우주연구원 달탐사사업단 김대관 단장은 지난 8일 달탐사 개발 진행상황에 대해 설명하면서 달탐사의 필요성에 대해 이같이 말했다.

우리나라는 대한민국 최초의 인공위성인 우리별1호를 1992년 8월 11일 쏘아 올리면서 우주개발이 시작했다. 그로부터 30년, 이제 110여일 있으면 지구를 바라보는 인공위성이 아닌 우주로 향하는 위성을 우리도 쏘아올린다.

달 탐사사업에는 40여개 국내외 기관과 기업들이 참여해 달궤도선을 만들었다. KAI를 비롯해 한화, SK브로드밴드가 달 궤도선에 들어가는 장비와 심우주지상안테나 개발에 심혈을 기울였다. 또한 미국 항공우주국(NASA)도 협력하고 있다.

■84개월 2367억 투입… 8월 1일 출발
달탐사 개발사업은 과학기술정보통신부를 주관부처로 2016년 1월부터 올 12월까지 총 84개월간 2367억원이 투입된 우주개발 프로젝트중 하나다. 주관연구기관으로 항공우주연구원이 국내 산학연이 협력해 달궤도선을 만들었으며, 이제 테스트도 막바지에 달했다.

달 궤도선은 오는 8월 1일(한국시간) 미국 케이프커내버럴 공군기지에서 스페이스X의 팰컨9에 실려 달로 향한다.

김대관 단장은 "달 궤도선은 발사후 천이궤도를 따라 137일간 비행하면서 달궤도에 도달하는데 이때가 12월 16일이 될 것"이라고 설명했다.

달 궤도선은 1월 1일까지 정확한 달 임무궤도에 진입한 뒤 1년간 중요한 임무를 수행하게 된다.

달궤도선의 주요 임무는 달궤도선에 실린 국산 장비 5개의 성능을 시험하는 것과 동시에 향후 2030년 우리 달 착륙선이 착지할 후보지역을 조사한다. 또 각각의 장비로 자원과 달이 갖고 있는 다양한 지질학적 특성을 확인하고 지구와 달, 지구와 심우주간을 연결하는 통신장비의 기술 테스트도 이어진다.

이와함께 달 궤도선에는 NASA의 장비도 실리는데, 이는 달의 영구 음영지역을 살펴보면서 얼음이 실제 존재하는지 살펴볼 예정이다.

■4차례 기간연장… 비행거리 156만㎞
달탐사 개발사업은 우리나라가 처음으로 도전하는 심우주개발사업으로 상당한 부침이 있었다. 당초 개발기간이 3년이었으나, 달 궤도선을 설계하는 과정에서 문제가 적지 않았다.

지구를 출발해 1년간 달 궤도를 돌면서 임무를 수행해야 하지만 달궤도선의 연료와 무게가 맞지 않았다. 항공우주연구원의 달탐사 사업단 내부에서도 의견이 일치하지 않으면서 공전을 거듭했다.

결국 4차례나 사업기간을 변경하고 달궤도선의 중량도 550㎏에서 678㎏으로 늘렸다. 대신 달궤도선이 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.

김대관 단장은 "달궤도선의 속도가 너무 빠르면 자칫 달궤도를 벗어나 우주미아가 될 수도 있다"고 말했다.

이 항법을 설명하자면, 우선 달궤도선을 지구에서 태양 방향으로 쏘아올린다. 지구를 벗어난 달궤도선은 태양 중력에 이끌려 가속되다가, 지구와 태양간 중력이 서로 상쇄돼 무중력이 되는 라그랑주 포인트 L1 지점에서 방향을 옆으로 튼다.

이후 지구와 달의 중력에 이끌려 지구쪽으로 되돌아오다가, 지구를 공전 중인 달과 만나게 된다.

[e-mail] 김만기 기자