"달 비밀 풀자" K-달 궤도선 탑재체 6종, 내달 본격 임무

다누리, 이달 시범운행 후 1년간 과학임무
세계 첫 달 편광 관측·달 착륙 후보지 탐색

다누리가 지난해 12월 24일 달 상공 344㎞에서 촬영한 지구. 사진=항우연 제공

우리나라 최초 달 궤도선 다누리(KPLO)가 이달 한 달간 시운전 후 내달 본격 임무에 들어간다. 세계 최초로 달의 편광 촬영을 시도하고 한국 첫 달 착륙선 후보지를 선정하는 등 우주탐사 역사에 첫발을 내딛는다.

3일 한국항공우주연구원에 따르면 다누리는 엄선된 6개의 탑재체를 싣고 달 상공 100㎞에서 과학 임무를 준비 중이다. 이달에는 최상의 영상 품질을 확보하기 위해 영상의 오차, 왜곡 현상을 조정하는 등 탑재체 성능을 점검 중이다.

다누리는 미국 항공우주국(NASA)이 제작한 '섀도우캠'(Shadow Cam·영구음영지역카메라)을 제외하고 5개의 탑재체가 모두 국내에서 제작됐다.

이 중 항우연이 개발한 고해상도 카메라(LUTI)는 달 표면을 촬영해 달 착륙 후보지를 찾는 임무를 맡았다. LUTI는 두 대로 구성된 최대 해상도 2.5m의 카메라를 이용해 관측 폭 10㎞를 촬영할 수 있다. 물, 헬륨-3 존재 가능 지역, 달 표토, 동굴, 자기장 이상 지역 등 달 표면 광학 영상을 촬영할 예정이다.

다누리가 지난해 12월 28일 달 상공 124㎞에서 촬영한 지구. 사진=항우연 제공

한국천문연구원이 개발한 광시야편광카메라는 세계 최초로 달표면 편광지도를 작성하는 데 쓰인다. 달 표토 입자크기 분석을 위한 달 표면의 저해상도 편광 영상(달지도)을 획득하는 게 목표다. 이 탑재체가 산출한 자료를 활용하면 미소운석충돌, 태양풍, 고에너지 우주선 등에 의한 표면특성 변화를 이해하는 데 도움이 될 전망이다. 또 100m급 해상도의 티타늄 지도를 세계 최초로 제작·제공함으로써 우주자원 탐사 후보지를 발굴하고, 달 지질 생성과정 연구에도 기여할 예정이다.

경희대의 '자기장측정기'는 달 근처 우주공간에서 일어나는 태양-지구-달의 우주환경 연구를 맡는다. 자기장 측정을 통해 달 표면에 특이하게 분포하는 자기 이상지역의 진화와 기원을 탐색하는 게 임무다.

한국 첫 달 궤도선 다누리. CG=한국항공우주연구원 제공

다누리에는 한국지질자원연구원이 개발한 감마선분광기도 실린다. 이 탑재체는 달 표면의 감마선 분광자료를 수집해 달 표면 지질자원 탐사, 5종 이상의 달 원소지도를 제작하는 데 쓰인다. 중량 6.3㎏의 초경량으로, 달 탐사 역사상 달에 간 감마선 분광기 중 가장 가볍다.

특히 감마선분광기가 제작한 원소지도는 향후 달 현지에서 필요한 자원(물, 산소, 휘발성물질, 헬륨-3, 기타 광물 등)을 산정하는데 활용된다. 연구진은 달 기지 건설시 필요한 달 자원조사·자원산정 지도를 작성해 달 기지건설에 활용될 수 있도록 제공할 예정이다. 또 지구 청정 에너지원인 헬륨-3 지도, 달 현지에서 활용될 생명유지 목적 자원 지도, 달 표면 우주방사선 환경지도를 우선 제작할 예정이다.

다누리에는 한국전자통신연구원(ETRI)의 우주인터넷 탑재체도 실려 있다. 세계 최초의 지구-달 우주인터넷 통신 시험 탑재체로, 수시로 통신이 끊어지는 우주환경에서 데이터 전송을 검증하기 위해 개발됐다.

최첨단 관측기인 NASA '섀도우캠'은 물이 존재할 것으로 예상되는 달 극지방의 영구음영지역을 촬영한다. 이에 아르테미스 미션 달 유인착륙에 적합한 후보지를 탐색한다.

지난해 8월 5일 오전 8시 8분 미국 플로리다 케이프커내버럴 미우주군기지 40번 발사장에서 다누리를 탑재한 팰컨-9 발사체가 하늘로 발사되고 있다. 사진=미국 플로리다 케이프커네버럴 공동취재기자단

한국 달 궤도선 다누리 탑재체 6종. 사진=한국항공우주연구원 제공