[달탐사선 다누리] ① 8월 3일 달로 출발…내년부터 임무 수행

스페이스X 팰컨9에 실려 미국 우주군 케이프커내버럴 기지서 발사

우리나라 최초의 달탐사선 '다누리'(KPLO, Korea Pathfinder Lunar Orbiter)가 넉 달에 걸쳐 달로 가는 기나긴 여정을 다음 달에 시작한다.

다누리는 연말께 달 주위를 도는 궤도에 진입한 뒤, 내년 1년간 탑재한 과학 장비를 이용해 달의 지형과 환경, 자원 등을 조사할 예정이다.

18일 과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국항공우주연구원(항우연)에 따르면 다누리는 한국시간 8월 3일 오전 8시 20분께 (미국 동부시간 2일 오후 7시 20분께) 미국 플로리다의 케이프커내버럴 미 우주군 기지 40번 발사대(Complex-40)에서 발사될 예정이다.

◇ 스페이스X 팰컨 9로 발사…4개월 반 동안 항행
앞서 다누리는 7월 5일 특수컨테이너에 실려 항우연을 떠나서 태평양을 건너 7월 7일 케이프커내버럴 우주군기지에 도착한 후 시스템 점검, 추진제 극성시험, S밴드 통신시험 등을 거쳤다.

발사 열흘 전인 7월 23일부터는 발사대 이동을 앞두고 본격적인 마무리 작업이 이뤄진다.

개발진은 다누리의 최종 형상을 확인하고 페어링 모듈에 탑재한 뒤, 페어링 모듈을 다시 발사체와 결합한다.

발사 전날에는 모든 준비를 마치고 발사체를 발사대에 세운다.

발사 예비 기간은 7월 31일부터 9월 9일까지다.

이 기간 중 어느 날짜에 발사되더라도 달 궤도 도착일은 12월 16일, 임무 궤도 진입은 12월 31일이 되도록 준비된다.

케이프커내버럴 미 우주군기지는 미국 내에서 지구 적도와 가장 가까운 발사장이다.

적도에 가까울수록 지구 자전 속도를 이용해 발사체 연료 소비를 최소화할 수 있어 미국을 비롯한 대부분의 나라는 자국 내에서 적도와 가까운 곳에 발사장을 만든다.

40번 발사대는 2007년부터 스페이스X가 팰컨9 발사용으로 임대해 사용 중인 곳이다.

여러 변수를 대비해 예비발사장으로 39A가 선정돼 있다.

다누리를 싣고 떠나는 팰컨9 발사체는 총 2단으로 이뤄져 있으며, 이 중 1단은 재사용 기술이 적용됐다.

항우연에 따르면 1단은 지난 1월 31일 이탈리아의 'COSMO-SkyMEd' 위성 발사에도 사용됐던 부품이며, 다누리 발사에 사용되면 6번째가 된다.

발사 이후부터 항우연은 미 항공우주국(NASA)와 협력해 다누리가 정해진 궤적을 따라 이동하게끔 한다.

다누리는 약 4개월 반의 항행 이후달 궤도에 진입하면, 달 상공 100㎞에서 달의 극지방을 지나는 원 궤도를 그리며 임무 수행에 나선다.

다누리는 궤도에 진입한 뒤 1년간 임무를 수행한다.

첫 약 한 달 동안은 탑재체를 점검하고 본체의 기능을 확인하는 시험을 진행하며, 2월부터는 임무궤도를 하루 12번씩 공전하며 정상 운영을 시작한다.

◇ 세계 최초로 우주인터넷 시험…BTS '다이너마이트' 재생
다누리는 항우연이 개발한 궤도선 본체와 국내 출연연과 대학이 개발한 임무 탑재체 5종, NASA가 개발한 탑재체 1종으로 구성됐다.

본체는 탑재체가 기능을 원활히 수행하도록 지원하는 부분으로 탑재컴퓨터와 자세제어계, 통신장비들이 달려있다.

국내에서 개발된 5종의 장비는 고해상도카메라(항우연), 광시야편광카메라(천문연), 자기장측정기(경희대), 감마선분광기(지자연), 우주인터넷(한국전자통신연구원, ETRI)이다.

이중 우주인터넷 장비를 활용한 심우주 탐사용 우주 인터넷시험(DTN, Delay/Disruption Tolerant Network)은 세계 최초로 시도된다.

연구진은 달궤도와 지구 상에 있는 우주인터넷 노드 사이에서 메시지와 파일을 전송하고 실시간 동영상 스트리밍을 할 예정이다.

우주인터넷 기기에 저장된 파일에는 ETRI 홍보영상, DTN 기술 설명 영상을 비롯해 그룹 방탄소년단(BTS)의 노래 '다이너마이트'(Dynamite)가 있으며, 이 파일을 재생해 지구로 보내는 시험이 이뤄진다.

지구 상에 있는 우주인터넷 노드로는 한국심우주안테나(KDSA, Korea Deep Space Antenna)에 연결된 항우연 과제센터, ETRI 우주인터넷 통신센터, 착륙선 통신모듈, 로버 통신모듈, NASA의 노드가 있다.

또 광시야편광카메라는 국내 독자 기술로 개발한 편광카메라를 이용해 세계 최초로 달 표면 전체의 편광지도를 제작하는데 사용된다.

감마선분광기는 달 표면에서 나오는 감마선 스펙트럼을 저에너지 영역에서부터 고에너지영역까지 측정해 달의 지질·진화를 추적하고 자원조사를 하는 데 활용된다.

NASA가 개발한 탑재체는 '섀도우캠'으로 해상도 약 1.7ｍ의 카메라를 이용해 달 남북극 지역의 영구 음영지역을 고정밀 촬영하는 장비다.

NASA는 섀도우캠을 통해 향후 달 극지역 착륙 후보지에 대한 기초자료를 확보하고 물을 포함한 다양한 물질의 존재 여부를 파악할 계획이다.

섀도우캠 장착은 지난해 5월 우리나라가 미국이 주도하는 유인 달탐사 국제협력 프로젝트인 '아르테미스 프로그램'에 가입함에 따라 이뤄졌다.

우리나라는 2013년 달 탐사선 연구 프로젝트에 착수한지 거의 10년만에 탐사선을 달에 보낼 수 있게 됐다.

달탐사선 사업은 2013∼2014년 예비타당성 조사를 마치고, 2016년 '달 탐사 1단계 개발 계획'의 일환으로 국가우주위에서 의결돼 추진됐다.

하지만 이후 설계 지연, 탐사선 중량 증가, 궤도 진입 이동 경로 변경 등으로 사업 계획이 4차례 변경되며 우여곡절을 겪기도 했다.

작년 말부터는 심우주지상안테나 개발, 달 전이 궤적 상세설계 완료 등 발사를 위한 준비를 차근차근해왔으며, 지난 5월에는 대국민 이름 공모전을 열어 달탐사선 이름을 '다누리'로 정했다.

다누리는 순우리말인 '달'과 '누리다'의 '누리'가 더해진 이름이다.

달을 남김없이 모두 누리고 오길 바라는 마음과 최초의 달 탐사가 성공적이길 기원하는 의미가 담겼다.

/연합뉴스