'투 더 문' 태극기 휘날린다

韓우주산업, 달 착륙 도전
2032년 목표로 올해 예타
민간이 탑재체 개발 주도

2022년이 대한민국 '우주 독립'의 해였다면 2023년은 우주 신기원을 열어젖힐 한 해다. 지난해 말 달 궤도선 다누리가 달 상공 100㎞(임무궤도) 안착에 성공한 가운데 올해는 한국 최초의 달 착륙선 개발이 시작된다. 특히 이번 착륙선 개발에는 민간기업 참여가 본격화할 것으로 보여 벌써부터 우주산업의 기틀이 마련될 것이라는 평가가 나온다. 정부는 2032년 달 착륙에 성공하겠다는 원대한 계획을 추진하고 있다.

1일 윤미란 과학기술정보통신부 뉴스페이스정책팀장은 "(달 착륙선) 사업을 기획할 때부터 민간 사업체가 참여한다"며 "지금은 기업들 참여 의향이 있다는 것을 확인한 수준이지만, 실제 개발사업이 본격화하면 민간 기관 선정이 이뤄질 것"이라고 밝혔다. 그는 "본체와 시스템 설계는 한국항공우주연구원에서 주도하고 탑재체와 추진 시스템 등은 국내 기업이 제작하게 될 것"이라고 덧붙였다. 업계 한 관계자는 "달 착륙선 개발이 이전의 우주 프로젝트와 다른 것은 민간 기관이 기획 단계부터 적극 참여한다는 점"이라며 "달 우주 환경 모니터(LUSEM), 고해상도 카메라 등 탑재체 개발 준비에 만전을 기하고 있다"고 전했다.

최근 과기정통부 업무보고에 따르면 정부는 올해 달 착륙선 개발 예비타당성조사를 추진한다. 또 랑데부·도킹, 로봇 팔 등 주요 핵심 기술을 확보하고 기술검증위성 개발에 나설 예정이다.

달 착륙선은 달 궤도선과는 또 다른 기술을 필요로 한다. 항우연의 '달 착륙 핵심기술 및 행성탐사 임무 연구' 보고서에서 연구팀은 달 착륙에 필요한 것으로 항법 기술과 착륙을 위한 궤도 제어, 착륙 안전성 확보 무인 로버 기술을 제시했다.

안재명 KAIST 항공우주공학과 교수는 "달 궤도선은 궤도까지 비행한 뒤 기동하면 되지만, 착륙선은 궤도 진입 이후에도 착륙을 위한 별도의 착륙선, 착륙 이전에 속도를 줄이기 위한 역추진 기술 등이 필요하다"고 설명했다. 이어 그는 "착륙 자체가 지구에서 굉장히 먼 곳에서 일어나는 일이다. 착륙이 예상되는 지점의 지형을 보고 안전성을 판단해야 하고, 중간에 제대로 움직이도록 유도하는 기술도 필요하다"며 "궤도선보다는 난도가 훨씬 높다"고 전했다. 장영근 한국항공대 교수 역시 "궤도선에서 떨어뜨린다고 착륙되는 게 아니다. 안전하게 착륙하기 위해서는 감속이 이뤄져야 한다"며 "낙하산을 달아 착륙시키는 경우도 있고, 역추진 로켓을 달아 속도를 낮출 수도 있다"고 설명했다.

착륙선이 달 표면에 도착한 이후에도 도전적인 과제가 이어진다. 달 탐사의 핵심 목표 중 하나는 자원 개발이다. 달 착륙선은 자원 개발을 위한 첫 단추로 달 표면의 토양을 분석하는 임무를 할 것으로 예상된다. 김경자 한국지질자원연구원 책임연구원은 "달 토양에 있는 다양한 물질 가운데 인류가 활용할 수 있는 자원을 찾을 것"이라고 밝혔다. 이어 그는 "착륙선이 현지에서 샘플을 채취하고 성분을 분석하는 작업까지 할 것으로 보인다"며 "달에서 채취한 샘플을 지구로 다시 가져오는 것은 더욱 어렵기 때문"이라고 설명했다.

한편 다누리도 달 착륙선 개발에 기여할 전망이다. 오는 2월 시작하는 임무 가운데 초고해상도 카메라(LUTI)를 통해 얻은 달 표면의 영상 정보는 달 착륙선의 착륙 후보지 선정에 활용된다.

이병선 한국전자통신연구원(ETRI) 책임연구원은 "다누리에는 우주인터넷이 잘되는지 시험하는 탑재체가 들어갔다"며 "우주인터넷은 달 착륙선 단계에서 착륙선이 제대로 역할을 하기 위한 시스템의 일부가 될 것"이라고 설명했다.

달 자원을 활용하기 위해서는 장기적으로 달에서 채취한 샘플을 지구로 가져오는 기술이 개발돼야 한다. 이때는 도킹 기술이 핵심이 될 것으로 예상된다. 착륙선이 달 궤도를 돌고 있는 궤도선까지만 올라가고, 도킹을 통해 궤도선에 샘플을 건네주면 궤도선이 다시 지구로 돌아오는 구조다.

[정희영 기자 / 강민호 기자]