과학자들이 사랑한 달.. 달 수수께끼 밝히려는 연구 활기

한가위 저녁 밤하늘에 보름달이 뜬다. 매일 밤 뜨는 달은 우리에게 친근하면서도 익숙한 존재이지만, 과학자들에게는 주요 탐구 대상이다. 달의 구성성분에 대한 연구나 물·산소가 존재하는지에 대한 연구가 활발하다. 달이 어떻게 만들어졌는지도 여전히 수수께끼다.

특히 기술이 발전하면서 인류가 달을 정복하려는 시도가 더 활발하다. 미국은 유인우주선을 달에 보낼 계획을 하고 있으며, 미·중 등 우주 선진국뿐 아니라 한국도 내년 달 탐사를 위한 궤도선을 발사할 예정이다.

◇지금까지 12명이 달 밟아

달은 어떻게 만들어졌을까. 달은 태양만큼 인류에게 중요한 천체이자 고대 역사 기록부터 등장한다. 하지만 아직 그 형성과정에 대해서는 정확히 밝혀지지는 않았다. 태양계 초기 거대한 천체가 지구와 충돌하며 생긴 먼지가 뭉쳐 달이 됐다는 가설이 유력하다.

보름달./천문연

달의 반지름은 약 1740km로 지구의 약 4분의 1이다. 나사에 따르면 달은 태양계 위성 가운데 다섯 번째로 크다. 지구처럼 핵과 맨틀, 지각을 가지고 있고, 달의 표면은 달 표토라고 불리는 암석층으로 덮여 있다. 또 달은 지구의 흔들림을 완화해 기후를 안정시키고 조수간만의 차를 만든다.

인류는 가깝고도 먼 이 천체를 탐구하기 위해 끊임없이 도전했다. 1950년대 후반 우주시대가 시작되면서 인류는 달에 도달하려고 노력했다. 달은 지구 밖에서 인류가 발을 디딘 유일한 곳이다. 지금까지 6국 이상의 100팀 이상의 연구진이 달에 우주선을 보냈고, 9개의 유인 우주선이 달을 왕복했다.

달을 여행한 24명 가운데 12명이 달의 표면을 걸었다. 열두 사람 모두 남성으로 마지막으로 달을 밟은 사람은 1972년 유진 서넌과 해리슨 슈미트다. 미 항공우주국(NASA·나사)은 2024년 첫 여성을 달에 착륙시키는 것을 목표로 아르테미스 프로그램 추진 중이다.

◇과학자들, 달의 물·산소 존재 연구

특히 최근 미국의 유인 달탐사 프로젝트 아르테미스가 진행되면서 달 연구가 활기를 띠고 있다. 미국의 유인 달탐사 목표는 2024년이다. 이를 위해 달 궤도 국제우주정거장을 구축하고 있다. 중국은 2019년 세계 최초로 달 뒷면에 착륙하는 데 성공했다. 러시아는 2031년까지 달에 유인우주선을 착륙시키고, 유럽은 달 기지를 2040년까지 완공할 계획이다. 중국과 러시아도 2035년까지 달 기지를 건설하기 위해 손을 잡았다.

특히 과학자들이 관심을 가지는 것은 물과 산소의 존재다. 먼 미래 인류가 다른 행성에 이주할 때 가장 중요한 것이기 때문이다. 산소와 물을 현지에서 조달할 수 있으면 기지를 건설할 수 있고, 로켓을 발사할 때도 무게를 줄일 수 있다. 나사는 지난해 달에 물이 있다는 증거를 논문을 통해 공개했다.

◇한국, 내년 8월 나사 카메라 장착한 궤도선 발사

우리나라도 달 연구를 본격시작한다. 한국은 내년 8월 달 궤도선을 발사할 예정이다. 미국 스페이스X의 로켓을 빌려 발사된 후 1년간 달 궤도를 공전하며 달 표면을 관찰한다. 이곳에서는 나사의 정밀 카메라 섀도캠(Shadow Cam)이 장착된다. 섀도캠은 달의 영구음영지역을 촬영하는 카메라다. 영구음영지역은 햇빛이 들지 않아 얼음이 존재할 것으로 예상되는 곳으로, 달 극 지방의 깊은 분화구 등에 분포해 있다.

한국 달 탐사./항우연

한국지질자원연구원 등 6개 과학기술분야 정부출연연구기관도 한화에어로스페이스와 우주 현지자원활용을 위한 다자간 업무협약을 맺었다. 협약에는 지질연 외에도 한국건설기술연구원, 한국표준과학연구원, 한국에너지기술연구원, 한국원자력연구원 등이 참여했다.

우주 현지자원활용 기술은 달이나 화성 같은 우주에서 현지 자원을 활용해 물이나 산소, 발전설비, 건축자재, 발사체 연료 등 필요한 물자를 생산하는 시설을 구축하는 기술이다. 달에 존재하는 얼음이나 메탄을 우주인 생존과 연료에 활용하고 달의 표면 흙인 월면토를 활용해 기지를 건설하겠다는 것이다. 달이나 화성에 엄청난 비용을 들여 물자를 보내는 대신 자급자족하면 우주탐사의 비용을 대폭 줄일 수 있을 것으로 기대된다.