대한민국 최초의 달 궤도선 '다누리'가 발사됐다고 성공을 말하기에는 아직 이르다. 달까지 135일간 595만6000㎞의 긴 항해에서 맞닥뜨릴 수많은 난관 중 이제 몇 개의 언덕을 넘어섰을 뿐이다. 7일 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원에 따르면 다누리는 달까지의 항해 중 최대 9번의 방향조정이 이뤄진다. 즉 고속도로를 타고 가다가 중간 분기점에서 다른 고속도로를 갈아타기 위해 방향을 조정하고, 나들목에서 잘 빠져나와 목적지에 도착해야 한다. 12월 말 달에 도착한 다누리가 탑재된 6개의 장비로 달의 정보를 보내오면 그때야말로 '성공'이라고 부를 수 있다. ■수많은 난관 중 이제 일부 통과 이종호 과기정통부 장관은 지난 5일(한국시간) 다누리가 팰컨9 발사체와 분리에 성공하고 1시간 뒤 지상국과 첫 교신에 성공한 것을 알리면서 달을 향한 여정의 시작을 알렸다. 그러면서 "달 궤도 진입, 1년간의 임무수행까지 앞으로 다누리가 가야 할 길이 많이 남아 있다"고 말했다. 다누리는 이날 오전 8시8분 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X의 팰컨9 발사체에 실려 하늘로 날아올랐다. 다누리는 땅을 박차고 지구를 출발하는 첫번째 고비를 무사히 통과했다. 또 발사체와의 분리, 통신장비 작동, 달로 가는 항로 진입 등 4개의 언덕을 넘어섰다. 항공우주연구원 김대관 달탐사사업단장은 "9월에 궤적 수정 기동이 가장 중요한 시점 중 하나"라며 "이후에 크게 문제가 없으면 12월 16일 달까지 들어가는 코스에서 추가적인 기동을 할 수 있다"고 말했다. 이어서 "아마도 12월 16일부터 보름 동안 저희가 5~6번 기동을 성공시켜야 하는데, 그게 가장 큰 이벤트가 될 것"이라고 덧붙였다. 이 외에도 갑작스러운 태양풍이나 우주물체와의 충돌 등 돌발상황도 주의해야 한다. ■고속도로 잘 갈아타야 다누리는 595만㎞의 거대한 '리본 모양 고속도로'에 올라탔다. 현재 팰컨9이 우주로 밀어냈던 힘과 태양이 끌어당기는 힘을 이용해 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주 지점을 향해 날아가고 있다. 라그랑주 지점은 지구와 태양 간 중력이 없어지는 지점이다. 다누리는 9월 2일쯤 이 부근에서 자체 동력으로 방향을 조정하면서 다시 지구로 향하는 길로 갈아탄다. 이후 11월 19일쯤 달의 중력이 영향을 주는 길로 옮기면서 달궤도에 조금씩 다가가게 된다. 그러면서 12월쯤에는 달 주위를 돌면서 우리가 원하는 궤도에 올라타게 된다. 이 머나먼 여정의 길을 '탄도형 달 전이방식'이라고 부른다. 지구와 태양 사이의 중력장 분포는 '매니폴드'라는 6차원 튜브 형태의 관으로 연결이 돼 있다. 지구와 태양 사이에 이런 라그랑주 지점이 있고, 지구와 달 사이의 라그랑주 지점이 있다. 항공우주연구원 박재익 달탐사사업단 팀장은 "라그랑주 지점끼리는 매니폴드로 고속도로처럼 연결이 돼 있다"며 "고속도로 인터체인지가 라그랑주 지점 주변에 몰려 있다"고 말했다. 그러면서 다누리가 방향을 조정하는 구간과 관련, "고속도로 분기점에 다른 고속도로로 갈아탄다고 이해하면 된다"고 설명했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 대한민국 최초의 달 궤도선 '다누리'가 발사됐다고 해서 성공을 말하기에는 아직 이르다. 달까지 135일간 595만6000㎞의 긴 항해에서 맞닥뜨릴 수많은 난관 중 이제 몇개의 언덕을 넘어섰을 뿐이다. 7일 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원에 따르면 다누리는 달까지의 항해 중 최대 9번의 방향조정이 이뤄진다. 즉 고속도로를 타고 가다가 중간 분기점에서 다른 고속도로를 갈아타기 위해 방향을 조정하고, 나들목에서 잘 빠져나와 목적지에 도착해야 한다. 12월말 달에 도착한 다누리가 탑재된 6개의 장비로 달의 정보를 보내오면 그때야말로 '성공'이라고 부를 수 있다. ■수많은 난관중 이제 일부 통과 과기정통부 이종호 장관은 지난 5일(한국시간) 다누리가 팰콘9 발사체와 분리 성공하고 1시간 뒤 지상국과 첫 교신에 성공한 것을 알리면서 달을 향한 여정의 시작을 알렸다. 그러면서 "달 궤도 진입, 1년간의 임무수행까지 앞으로 다누리가 가야할 길이 많이 남아있다"고 말했다. 다누리는 이날 8시 8분 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X의 팰컨9 발사체에 실려 하늘로 날아올랐다. 다누리는 땅을 박차고 지구를 출발하는 첫번째 고비를 무사히 통과했다. 또 발사체와의 분리, 통신장비의 작동, 달로 가는 항로 진입 등 4개의 언덕을 넘어섰다. 항공우주연구원 김대관 달탐사사업단장은 "9월에 궤적 수정 기동이 가장 중요한 시점 중 하나"라며 "이후에 크게 문제가 없으면 12월 16일 달까지 달에 들어가는 코스에서 추가적인 기동을 할 수 있다"고 말했다. 이어서 "아마도 12월 16일부터 보름 동안 저희가 5~6번 기동을 성공시켜야 하는데, 그게 가장 큰 이벤트가 될 것"이라고 덧붙였다. 이외에도 갑작스런 태양풍이나 우주물체와의 충돌 등 돌발상황도 주의해야 한다. ■고속도로 잘 갈아타야 다누리는 595만㎞의 거대한 '리본모양 고속도로'에 올라탔다. 현재 팰콘9이 우주로 밀어냈던 힘과 태양이 끌어당기는 힘을 이용해 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주 지점을 향해 날아가고 있다. 라그랑주 지점은 지구와 태양간 중력이 없어지는 지점이다. 다누리는 9월 2일경 이 부근에서 자체 동력으로 방향을 조정하면서 다시 지구로 향하는 길로 갈아탄다. 이후 11월 19일경 달의 중력이 영향을 주는 길로 옮기면서 달궤도에 조금씩 다가가게 된다. 그러면서 12월경에는 달 주위를 돌면서 우리가 원하는 궤도에 올라타게 된다. 이 머나먼 여정의 길을 '탄도형 달 전이방식'이라 부른다. 지구와 태양 사이의 중력장 분포는 '매니폴드'라는 6차원 튜브 형태의 관으로 연결이 돼 있다. 지구와 태양과 사이에 이런 라그랑주 지점이 있고, 지구와 달 사이의 라그랑주 지점이 있다. 항공우주연구원 박재익 달탐사사업단 팀장은 "라그랑주 지점끼리는 매니폴드로 고속도로처럼 연결이 돼 있다"며 "고속도로 인터체인지가 라그랑주 지점 주변에 몰려있다"고 말했다. 그러면서 다누리가 방향을 조정하는 구간과 관련해 "고속도로 분기점에 다른 고속도로로 갈아탄다고 이해하면 된다"고 설명했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국의 첫 달 탐사 궤도선 '다누리'(KPLO·Korea Pathfinder Lunar Orbiter)가 한국시간으로 5일 오전 8시 8분 48초 미국 플로리다 케이프커내버럴 우주군기지 40번 발사장에서 스페이스X의 팰컨 9 발사체에 실려 우주로 발사돼 5개월에 걸친 여정에 들어갔다. 다누리는 발사 후 약 1시간 반만인 오전 9시 40분쯤 지상국과 교신에 성공한 데 이어 이날 오후2시 기준으로 목표한 달 전이궤도에 순조롭게 진입했다.   과학기술정보통신부는 이날 한국항공우주연구원(항우연)이 다누리 관제실에서 스페이스X사로부터 받은 분리 속력과 분리 방향 등 정보를 분석한 결과 다누리가 발사체로부터 정상적으로 분리돼 목표한 궤도에 진입한 것을 확인했다고 밝혔다. 수신된 위성 정보를 분석한 결과 다누리의 태양전지판이 전개돼 전력생산을 시작했고, 탑재 컴퓨터를 포함한 장치들 간 통신이 원활히 이루어지고 있으며, 각 장치의 온도도 표준범위 내에 위치하는 등 정상적으로 작동하고 있었다.  이날 다누리의 발사와 궤적 진입은 목표 궤도에 안착할 때까지 걸리는 항행의 1차 관문에 불과하다. 모든 것이 예정대로 진행되더라도 성공 여부는 올해 말에야 알 수 있다. 궤적 보정 기동을 거쳐 12월 16일에 달 주변을 도는 궤도에 들어선다. 이후 약 보름간 다섯 차례의 감속기동을 거쳐 조금씩 달에 접근할 계획이다. 12월 31일에 목표 궤도인 달 상공 100㎞에 진입한 뒤 내년부터 임무 수행에 들어가야 최종 성공이다.  다누리가 올해 말 목표궤도 안착까지 까다로운 항행 과정을 성공적으로 마무리하면 우리나라는 달 탐사선을 보유한 세계 7번째 나라가 되면서 우주 강국의 지위를 굳히게 된다. 지금까지 달 궤도선이나 달 착륙선 등 달 탐사선을 보낸 나라는 러시아, 미국, 일본, 유럽, 중국, 인도 등 6개국 뿐이다. 달 탐사 궤도선을 보내는 것은 지구와 달의 거리 수준 이상을 탐사하는 우주 탐사의 첫걸음이기도 하다.   목표 궤도 진입에 성공하면 달의 극지방을 지나는 원궤도를 따라 돌면서 탑재한 6종의 최첨단 과학장비로 달을 관찰할 예정이다. 이 중 5종의 과학장비는 국내 기술로 독자 개발한 것이다. 한국 최초의 달 궤도선 다누리 개발 뒤에는 미 항공우주국(NASA)과 항우연 두 우주당국간 긴밀한 우주 협력이 역할을 했다.   BLT(탄도형 달 전이 방식) 궤적 설계가 대표적인 협력 사례다. BLT는 달로 직진하지 않고, 먼 우주를 돌아 달로 가는 궤적이다. 수개월간 시행착오 끝에 만든 궤적 설계는 이미 실행 경험이 있는 NASA 연구진으로부터 검증을 받았다. NASA가 다누리에 실어보내는 섀도캠'(ShadowCam)은 미지의 영역인 달의 영구음영 지역을 촬영할 장비다. 한미 양국 우주당국의 완벽한 파트너십의 결과로 평가된다.  1992년 한국 최초의 인공위성인 우리별 1호가 하늘로 올라간 이후 30년 만에 우리는 다누리를 통해 지구를 넘어 또다른 천체를 탐사하는 꿈을 이루기 일보직전이다. 지난 6월 21일 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)의 발사 성공에 이어 달 탐사 궤도선의 궤도진입 성공 가능성을 믿어 의심치 않는다. 올해가 대한민국 우주탐사의 원년으로 기록될 것으로 기대한다. 

[파이낸셜뉴스] 우리나라가 미국이 주도하는 유인 달탐사 프로젝트인 '아르테미스'에 상당 부분의 협력이 이뤄질 것으로 보인다. 미 항공우주국(NASA)은 우리나라의 달궤도선 '다누리' 사업을 진행하고 있는 우리 연구진을 높게 평가했다. NASA 존 구이디 우주탐사시스템부 부국장은 4일 미국 플로리다 케이프커네버럴 우주군 기지에서 "한국과 협력 분야가 많다고 생각한다"며 "한국이 다누리를 개발하면서 발휘한 역량을 또 발휘하게 될 것"이라고 말했다. 구이디 부국장은 좀 더 구체적으로 "달 주변에 통신 네트워크를 구축하는 것이 필요하다"고 설명했다. 이 부분과 관련해 "달 주변에 한국이 진행하는 항법 네트워크를 구축하게 되면 향후 달 임무에 큰 도움이 될 것"이라고 덧붙였다. 또 구이디 부국장은 이번 다누리 발사를 앞두고 "한국 연구진은 굉장하다"고 치켜 세웠다. 그러면서 "한국은 단지 그동안 이런 경험이 없었을 뿐"이라며 "아주 학술적이고, 기술적이어서 걱정하지 않는다"고 말했다. 그는 "한국 연구진이 굉장히 잘 훈련돼 있고 시뮬레이션도 여러 차례 진행해 우리는 이번 미션에 대해 아주 희망적"이라고 전망했다. 우리나라가 달 궤도선을 필두로 심우주 탐사에 박차를 가할 예정이다. 구이디 부국장은 "우주여행과 탐사는 매우 도전적"이라며 "연습을 반복해야 한다"고 당부했다. 지상에서 설계한 시스템이 우주에 갔을때는 약간 다르게 운용될 수도 있다. 이를 대비해 지상에서 시스템을 점검하고 우주에 나가기전 시스템에 대한 이해가 높아야 한다. 그는 "원격 운용을 제외하고는 일단 우주에 가고 나면 고칠 수 없기 때문에 스스로 만든 우주선을 잘 이해하고 있어야 한다"고 설명했다. 우리나라는 5일 발사하는 다누리를 위해 NASA와 수년간 지속적으로 협력해왔다. 특히 지구에서 달궤도로 향하는 우주 항로도 NASA와 협의를 거쳐 정했으며, 다누리의 본체에 NASA의 장비인 섀도캠이 실린다. 다누리가 날아가는 우주항로는 아주 드문 길이다. 지구를 출발한 다누리는 탄도형 달 전이방식(BLT·Ballistic Lunar Transfer)궤도로 130여일간 우주를 항해하다가 달 궤도에 도착한다. 다누리는 지구궤도를 벗어나 지구와 태양간 중력이 없어지는 라그랑주 포인트인 150만㎞를 돌아 총 누적 비행거리 595만6000㎞를 날아 달궤도에 진입한다. 구이디 부국장은 "이번 BLT 궤적을 설계한 한국 연구진은 아주 영리하고, 과거 우리의 달 탐사 임무를 통한 경험도 가지고 있다"며 "비행은 아주 성공적일 것"이라고 전망했다. 이에 앞서 "NASA의 고다드 우주센터, 제트추진연구소(JPL), 존슨우주센터의 전문가들과 함께 이 궤도를 검토했다"고 언급했다. 미국은 아르테미스와 루나게이트웨이 등 여러 우주개발 프로젝트를 진행하고 있다. 그는 "현재 많은 나라들이 협력을 원하고 있고, NASA 역시 많은 국가들과 이를 위해 협력을 희망한다"고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 오는 8월 3일. 국내 최초의 한국형 우주발사체 '누리호' 발사 성공에 이어 국내 최초로 달을 탐사하기 위한 달궤도선 '다누리'를 쏘아 올린다. 22일 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원에 따르면 다누리는 미국 플로리다의 케이프커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X사의 펠콘9에 실려 달로 향한다. 지구를 출발한 다누리는 130여일간 우주를 항해하다 달 궤도에 도착한다. 이후 2023년 한해 동안 달 주위를 돌면서 주요 장비를 이용해 달 탐사 임무를 수행한다. 50여년전인 1969년 7월 미국의 아폴로11호는 4일 만에 달에 도착했다. 우리의 다누리는 왜 130여일간 돌아서 날아갈까. 연료 소모량 최소화해 임무 수행 오래 할 수 있어 결론부터 말하자면, 수개월간 날아갈 정도로 멀지 않지만 최소의 무게로 쏘아올려 연료를 최대한 절약하고 달에서 최대한 오랫동안 일하기 위해서다. 지구와 달까지의 직선거리는 평균 38만4000㎞다. 달까지 가기 위한 몇가지 항로가 있지만 대부분 많은 연료가 필요해 다누리의 무게가 늘어나게 된다. 다누리는 개발기간 도중 계획을 변경해 무게를 550㎏에서 678㎏까지 늘렸지만 이마저도 연료를 많이 실을 수 없다. 국내 연구진과 미국 NASA 연구진이 논의한 끝에 다누리의 항로를 탄도형 달 전이방식(BLT)궤도로 결정했다. 다누리는 156만km를 항해하다가 달에 도착한다. 이는 지구 저궤도 인공위성이 떠 있는 600㎞ 보다 2600배, 달과 지구간 거리의 4배 이상 먼 길이다. 먼저 다누리는 스페이스X의 팔콘9 발사체에 실려 발사 후 40분간 250㎞ 궤도에서 비행하다가 지구 중력을 벗어난다. 이후 다누리와 로켓이 분리되면서 발생한 추진력과 태양 중력의 영향으로 속도를 내면서 지구와 태양간 중력이 없어지는 라그랑주 포인트까지 날아간다. 라그랑주 포인트에서 태양과 지구 중력을 활용해 지구방향으로 비행 궤도를 수정하게 된다. 이후 다누리는 지구와 달의 중력에 이끌려 지구 쪽으로 다시 돌아오게 되고, 지구를 공전 중인 달과 만나 달 궤도에 도착하게 된다. 시간은 최대 130일 정도로 오래 걸리지만 달에 도달하는 데까지 소비되는 연료량이 적어 임무 수행을 더 오래 할 수 있다는 장점이 있다. 중력을 이용한 방식이기 때문에 자체 추진력을 이용할 때보다 제어가 훨씬 어렵고 단 1도만 틀어져도 600㎞의 오차가 발생할 정도로 한치의 오차를 용납하지 않는 항법 기술을 요구한다. 상황에 따라 다른 항로 선택 다누리가 날아가는 항로 말고 달로 가는 또 다른 항로는 무엇이 있을까. 우선 직접 전이 궤도가 있다. 직접전이궤도는 달에 갈 수 있는 가장 짧은 궤도다. 지구에서 달까지 약 4~6일 정도가 소요되는데, 지난 1969년 아폴로 11호와 1997년 미국의 루나 프로스펙터, 2008년 달궤도탐사선(LRO)이 이 항로를 활용했다. 달 탐사선이 단 한 번에 고도 38만㎞ 궤도에 진입해야 하는 만큼 직접전이궤도를 타기 위해서는 탐사선을 정확한 궤도에 올릴 수 있는 정밀한 발사체 기술과 충분한 탐사선 운영 경험이 필수다. 또 달을 향해 거의 직선으로 발사되기 때문에 달 근처에 도달한 탐사선의 속도가 달의 속도보다 빨라 달 궤도에 진입하기 위해서는 브레이크를 밟듯 속도를 줄이는 역추진을 해야하는 데 이 때 많은 연료가 소모된다. 다음 항로로는 위상전이가 있다. 이 항로는 2007년 일본의 셀레네 미션, 2008년과 2019년 인도의 찬드라얀 1·2 호 미션때 사용했다. 이는 지구 근처를 굉장히 긴 타원궤도로 몇 차례 공전 한 후에 달 궤도에 진입하는 방법이다. 달 궤도 진입까지 약 1개월 가량 시간이 소요된다. 그 동안 위성체의 주요 부품이 정상 작동되는지 확인하고, 일부 비정상 작동이 확인될 경우 이를 회복할 수 있는 시간적 여유가 있어 처음 달탐사를 수행한 일본과 인도에서 이 항로를 선택했다. 이 외에도 호만전이궤도가 있다. 지구의 공전궤도와 도달하려는 행성의 공전궤도를 타원으로 연결하는 방식이다. 행성의 공전에너지를 이용해 연료소모량을 최소화할 수 있다. 이 궤도는 같은 평면 내에 있는 서로 다른 두 원궤도를 최소한의 추가 운동에너지로 이동하는 데 쓰인다. 지구 저궤도에서 달이 지구를 도는 고궤도로 이동할 때 저궤도에 있는 우주선이 진행 방향으로 가속을 해 고궤도로 이동하는 것이다. 이 방식은 1996년 12월 발사돼 화성탐사에 성공한 미국의 패스파인더호가 이용했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자