▲ 우리나라 첫 달궤도선 다누리가 5일 달을 향한 우주 여정을 시작한다. 발사에 성공하면 러시아·미국·중국·일본·유럽연합(EU)·인도에 이어 7번째 달 탐사국이 된다.

[김부삼 기자] 모든 우주선에는 저마다 임무가 주어진다. 5일 발사된 한국 첫 달궤도선 다누리는 내년부터 1월 1일부터 1년 동안 극지방을 지나는 달 상공 100km 궤도에서 하루에 12번 공전하며 3종의 카메라와 2종의 측정 장비로 최대한 달의 얼굴과 속살을 탐색하는 임무를 수행할 예정이다. 특히 한국이 오는 2030년대 초 달착륙선을 보내기 위한 착륙 후보지를 물색하는 것이 가장 큰 목표다. 또 실린 우주인터넷 장비는 세계 최초로 달 궤도에서 우주인터넷을 검증할 예정이다.
5일 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원에 따르면 총중량 678k에 2.14m×1.82m×2.19m로 소형차보다 작은 다누리는 크게 본체와 탑재체 두 부분으로 나뉜다.
항우연이 개발한 본체는 임무 궤도를 유지하며 탑재체가 기능을 원활히 수행하도록 지원하는 부분이다. 탑재컴퓨터, 자세제어용 추력기 등이 달려 있다.
탑재체는 다누리에 부여된 고유의 임무를 수행하는 곳이다. ▲고해상도 카메라(항우연) ▲광시야 편광 카메라(한국천문연구원) ▲자기장 측정기(경희대) ▲감마선 분광기(한국지질자원연구원) ▲우주인터넷(한국전자통신연구원) 5종과 미국 항공우주국(NASA)이 개발한 섀도캠 1종으로 구성됐다.
또 고해상도 카메라, 광시야 편광 카메라, 섀도캠 등 카메라 3종은 달의 지형지물, 즉 물리적 형태를 촬영하고, 나머지 자기장 측정기, 감마선 분광기 등 2종 측정기는 달의 자원 분포, 우주환경 등 달의 속살을 살펴보는 것으로 나눠볼 수 있다.

◆고해상도 카메라, 달착륙선 착륙 후보지 물색
다누리의 최우선 임무는 2030년대 초 발사할 계획인 한국형 달착륙선의 착륙 후보지를 탐색하는 것이다.
항우연이 개발한 고해상도 카메라 '루티’는 최대 해상도 2.5m의 카메라를 이용해 주요 착륙 후보지를 실제로 촬영할 계획이다. 달 착륙 후보지를 선택하는 데 가장 기초적인 자료가 될 것으로 관측된다. 항우연은 다누리는 달착륙선의 파견선으로서 미리 착륙 위험 요소를 파악할 수 있다고 설명했다.

◆광시야편광카메라로 세계 최초 달 표면 전체 편광지도 제작
천문연이 개발한 광시야 편광카메라 '폴캠'로는 달 표면 입자의 물리·화학적 특성을 파악할 수 있다. 물체 표면 특성에 따라 빛 반사의 방향이 다른 편광현상을 이용, 입자의 특성을 구분해 것이 이 카메라의 핵심 원리이다.
특히 달은 대기로 보호받고 있는 지구와는 달리 우주환경에 직접 노출돼 우주풍화 작용을 겪는다. 광시야 편광카메라로 달 우주풍화 정보를 비롯해 달 표면 입자의 크기, 모양 등을 살펴볼 계획이다.
이와 함께 고해상도(100m) 티타늄 지도를 비롯해 세계 최초로 달 뒷면을 포함한 달 표면 전체 편광지도 제작를 제작한다는 목표다.
◆NASA의 섀도캠 탑재…달 유인 착륙 '아르테미스' 프로젝트 기초자료 확보
유일한 외산 탑재체인 NASA의 섀도캠은 약 1.7m의 카메라를 이용해 달 남북극지역의 충돌구 속에서 일년 내내 햇빛이 들지 않는 '영구음영지역'을 집중 촬영한다는 목표다. 무엇보다 달 극지역은 생명 활동에 필수적인 물, 즉 얼음이 있는 것으로 추정돼 유인 탐사 후보지로 꼽힌다. NASA는 이번 촬영을 통해 물의 증거, 즉 존재 여부를 확인하고, 암석 특성과 휘발성 물질들도 밝혀낼 계획이다.
이는 특히 NASA가 2025년까지 달에 다시 여성을 포함한 우주인을 보내는 미션인 '아르테미스'에서 달 유인 착륙에 적합한 후보지를 선정하기 위한 기초 자료를 확보하는 차원이다.
항우연은 미국이 현재 2025년 전까지 아직 다른 궤도선을 보낼 계획이 없어서 다누리가 유인 달 탐사의 선발선이 되는 셈이라고 풀이했다. 동시에 이 섀도캠은 한국과 미국의 첫 우주 협력의 상징을 의미한다.

◆감마선 분광기, 달 원소 지도 작성 목표
3대의 카메라가 달의 얼굴을 촬영하는 동안 2가지 측정 장비는 달의 속을 파헤친다.
지질연이 만든 감마선 분광기는 물, 산소, 헬륨-3, 철, 칼슘, 티타늄, 규소, 라돈, 자연방사성원소 등 다양한 원소, 즉 달의 자원 분포에 대한 지도를 만드는 것이 목표다. 원소 지도가 있으면 달 착륙 때 현지에서 필요한 자원을 가늠할 수 있다.
항우연은 감마선 분광기는 달 표면에서 방출되는 감마선 스펙트럼을 넓은 대역에서 검출, 달 표면에 존재하는 원소들의 분포를 지도처럼 그려낼 예정이다.

◆자기장 측정기로 우주환경 연구…달 진화 실마리 찾는다
경희대 연구팀이 개발한 자기장측정기로는 태양과 지구, 달 사이 우주환경을 연구하는 임무가 추진된다.
달은 지구만큼 강한 자기장이 없는데, 일부 지역에서는 이유를 알 수 없는 강한 자기장이 관측, 이러한 자기장이상 지역을 파악해 '달이 어떻게 진화해 왔는지', '달 표면 자기이상 지역의 진화와 기원' 등에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것으로 기대된다.

◆우주 인터넷 기술 검증…BTS 다이너마이트 동영상 우주서 받아볼까
한국전자통신연구원(ETRI)이 개발한 우주 인터넷 장비도 실렸다. 이를 통해 세계 최초로 달 궤도와 지구 사이에서 표준화된 심우주탐사용우주인터넷(DTN)이 이뤄질 수 있을지 시험할 계획이다.
특히 이 장비는 우주에서 메시지와 파일은 물론 실시간으로 동영상을 전송할 수 있도록 설계됐는데 인기 그룹 BTS의 노래 '다이너마이트'를 전송할 계획으로 알려졌다. 다누리는 연료 절약을 위해 먼 거리를 돌아 달로 가는데 어느 시점에 전송할지는 현재 논의 중이다.
DTN은 향후 국제적인 우주탐사에 있어서 궤도선, 착륙선, 로버(외계 행성의 표면을 돌아다니며 탐사하는 로봇) 등 간의 통신에 적용될 예정이다.
항우연 관계자는 "대한민국 첫 달탐사선 다누리는 세계 달탐사선 가운데 처음으로 편광카메라를 달았고, 세계 최초로 달 궤도에서 우주인터넷을 검증한다"면서 "이렇게 우리 스스로 과학임무를 설계하고, 독자기술로 탑재체를 개발해 우주탐사의 첫장을 우리 손으로 펼치고, 달 탐사의 가치를 세계의 연구자와 공유하는 것이 우리가 달에 가야 가야 하는 이유"라고 말했다.

김부삼 기자 kbs6145@naver.com 김부삼 기자의 다른 기사 보기