목적지는 '달'인데..다누리, 150만km 심우주 향하는 까닭

'한국 최초' 달 궤도선 다누리, 내달 3일 발사지구-달 평균거리 38만km..4배 먼 원거리 비행4.5개월 걸쳐 달로..'연료 25%↓·통신기술 검증' 등 효과

한국 최초의 달 궤도선 다누리 발사 어떻게 이뤄지나. / 그래픽=김현정 디자인 기자

우리나라 최초의 달 궤도선 '다누리' 발사가 1주일 앞으로 다가왔다. 다누리는 한국이 지구 궤도 너머 심(深)우주 탐사에 도전하는 첫 번째 프로젝트다. 우주에 대한 지식의 확장은 물론 미지의 공간을 개척하는 계기가 될 전망이다.

27일 한국항공우주연구원과 과학기술정보통신부에 따르면, 다누리는 미국 스페이스X 팰컨9 로켓과 막판 결합 작업 중이다. 다누리를 고온·고압으로부터 보호하기 위해 페어링(보호 덮개)을 씌우고 최종적으로 팰컨9과 결합해 발사대로 이송시킬 예정이다. 다누리는 내달 3일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 발사된다.

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38만㎞ 직선 경로 놔두고 150만㎞ 항행, 왜?

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태양과 지구의 중력이 평형을 이루는 라그랑주 L1 지점(지구와 150만㎞ 거리)까지 떨어졌다가 달로 가는 경로. / 사진제공=한국항공우주연구원

다누리의 가장 큰 특징은 항행 경로다. 지구와 달의 평균거리는 약 38만4400㎞로, 직행할 경우 4~5일 정도 걸린다. 그러나 다누리는 발사 후 4.5개월 동안 156만㎞ 떨어진 심우주로 갔다가 지구로 근접해 마침내 달로 향한다. 연구진은 이를 '탄도형 달 전이 방식(BLT)'이라 부른다.

직선 항로를 놔두고 곡선 주행을 펼치는 이유는 연료 때문이다. 예컨대 제트기가 초고속 직선 비행을 하면 연료를 많이 쓰지만 글라이더가 중력과 부력을 이용해 활공 비행하면 연료를 덜 쓰는 원리와 유사하다.

BLT 궤도에서 다누리는 천체의 중력을 이용해 비행하기 때문에 연료 소모를 최소화할 수 있다. 이 방식을 활용하면 연료 사용량을 약 25%까지 줄일 수 있다. 또 심우주에서 지상국과의 통신이 필요한 만큼 관련 기술을 검증하는 기회로도 활용할 수 있다.

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다누리 검은색 옷 입는 이유는

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다누리가 검은색 장비로 덮여진 모습. / 사진제공=한국항공우주연구원

다누리의 무게는 총 678㎏(연료 260㎏ 포함), 크기는 경차와 비슷한 가로 2.14m, 세로 1.82m, 높이 2.29m다. 다누리 내부에는 6개 과학 장비가 탑재돼 있다. 항우연을 비롯해 한국천문연구원, 한국지질자원연구원, 한국전자통신연구원(ETRI), 경희대, 미국항공우주부(NASA), 애리조나주립대 등이 공동 제작한 장비들이다.

이 과학 장비들을 활용해 △2030년대 초반 한국이 목표하는 달 착륙 후보지를 탐색하고 △자기장과 감마선을 측정하며 △우주 인터넷 기술을 검증하는 등의 임무를 수행한다.

다누리는 이처럼 심우주를 탐사해야 하는 만큼 설계도 독특하다. 우주선은 강력한 우주 방사선 등의 영향으로 정전기 충·방전 현상에 민감하며, 정전기로 인해 궤도선 표면에서 발생되는 전하를 외부로 배출해야 한다. 이 때문에 다누리는 다층 박막 단열재 바깥층에 검은색 재질의 특수 장비를 씌웠다. 다층 박막 단열재는 궤도선 표면에 장착돼 우주의 급격한 열 변화를 막아주는 역할을 한다.

한편 다누리가 성공적으로 발사되면 오는 12월 16일 달 궤도로 진입하고, 이로부터 보름 뒤 달과 100㎞ 떨어진 임무 궤도에 진입한다. 목표 궤도에 안착하면, 1년간 주어진 임무를 수행하게 된다.

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김인한 기자 science.inhan@mt.co.kr

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