달의 남극 향한 러시아·인도 레이스, 21일 승패 갈린다

양국, 이틀 간격 두고 나란히 달 남극 착륙 시도
달 남극 자원 활용시 ‘지속 가능 달 탐사’ 가능
미국은 2025년 달 남극에 유인 탐사선 보낼 계획

(왼쪽부터) 러시아 달 탐사선 '루나-25호'와 인도 달 탐사선 '찬드라얀3호'. 둘은 각각 8월 21일과 23일에 달 남극에 착륙을 시도할 예정이다. /러시아 연방우주국, 인도우주연구기구 제공

러시아와 인도가 ‘세계 최초 달 남극 착륙 성공’ 타이틀을 두고 우주에서 맞대결을 벌인다. 1969년 미국 아폴로11호를 시작으로 구 소련과 중국이 우주선을 달에 보낸 적은 있지만 지금껏 달의 남극 착륙에 성공한 국가는 없다. 러시아는 21일 ‘루나(Luna)-25호’를, 인도는 23일 ‘찬드라얀(chandrayaan)-3호’를 달의 남극에 착륙시킬 예정이다.

◇반 세기 만의 재도약 vs 4년 만의 재도전

러시아 연방우주국(로스코스모스)는 지난 11일 모스크바에서 동쪽으로 5500㎞ 떨어진 러시아 극동 우주 센터 보스토치니 기지에서 소유즈 2.1b 로켓을 발사했다. 이 소유즈 로켓에 실린 달 탐사선이 이번에 달 남극으로 가는 루나-25호다.

루나-25호는 러시아가 47년 만에 우주로 쏘아올리는 달 탐사선이다. 지난 1976년 달로 가서 약 170g의 달 샘플을 지구로 전달하는 데 성공한 루나-24호의 이름을 이었다. 루나-24호는 성공을 거뒀지만 이후 구 소련이 몰락하는 것을 비롯해 여러 금전적 어려움이 닥치면서 중지됐던 달 탐사 임무가 반세기 만에 재가동되는 것이다.

이에 반해 인도는 21세기 들어 달을 향한 도전을 계속 해왔다. 2008년 10월 발사한 찬드라얀-1호는 312일 동안 달 주위를 돌며 달에 있는 각종 천연자원을 조사했다. 이후 2019년 7월 찬드라얀-2호를 발사해 달 남극 착륙을 시도했다. 그러나 안전한 착륙을 위해 탐사선 속도를 줄여주는 장치가 제대로 작동하지 않았고 결국 목표를 달성하지 못했다.

그로부터 4년이 흐른 지난 7월 14일 인도우주연구기구(ISRO)는 인도 남쪽에 있는 안드라프라데시주 스리하리코타 우주센터에서 찬드라얀 3호를 발사했다.

지구와 달의 중력으로 인해 발생하는 궤도를 활용해서 비행하는 찬드라얀-3호(위쪽)와 중력을 이겨내면서 곧바로 달로 향하는 루나-25호. /러시아 연방우주국, 인도우주연구기구 제공

◇중력 이겨내는 직선비행 vs 궤도 활용하는 우회비행

달 탐사선을 발사한 건 인도가 한 달 정도나 빨랐는데 왜 착륙은 러시아가 먼저 할까. 이는 두 탐사선이 달까지 가는 데 이용한 경로가 정반대이기 때문이다. 쉽게 말해 러시아는 지구에서 달로 곧장 가는 방식, 인도는 지구와 달 궤도를 활용해 크게 돌아나가는 방식을 선택했다.

루나-25호처럼 지구에서 달까지 직선 경로를 이용해 비행하려면 상당한 추진력이 필요하다. 궤도를 이용하지 않으면 지구를 빠져나갈 때도, 달에 접근할 때도 두 행성의 중력을 정면 돌파해야 하기 때문이다. 그만큼 공기저항도 강해지기 때문에 로켓과 탐사선이 훨씬 튼튼해야 하는 것은 물론 연료도 훨씬 많이 필요하다.

그럼에도 루나-25호가 직선 경로를 이용한 건 무게가 비교적 가볍기 때문이다. 루나-25호 무게는 1750㎏으로 찬드라얀-3호 무게(3900㎏)에 비하면 절반도 안 되는 수준이다. 때문에 두 탐사선이 연료를 똑같이 넣어도 더 가벼운 루나-25호 쪽이 더 강한 추진력을 뿜을 수 있다. 로스코스모스에 따르면 루나-25호는 발사 후 5일 만에 달 궤도에 진입했다. 반면 찬드라얀-3호는 발사한 지 20일 조금 넘게 지나서야 달 궤도에 들어갔다.

러시아 달 탐사선 '루나-25호'가 촬영한 달 표면 사진. /연합뉴스

◇왜 ‘달 남극’이어야만 하는가

미국이 처음 우주선을 달에 착륙시키고 50년이 넘게 지났지만 여전히 달 착륙은 어려운 임무다. 앞서 2019년 4월 이스라엘, 올해는 일본에서 쏘아올린 달 탐사선은 달의 남극이 아닌 다른 지역에 착륙을 시도했지만 중간에 추락했다. 이런 상황에서 왜 굳이 착륙이 더 어려운 달 남극을 고집하는 걸까. 전문가들은 달 남극에 있는 자원을 선점하면 화성과 같이 멀리 있는 행성을 향한 심우주 탐사에 나설 수 있기 때문이라고 말한다.

앞서 인도가 쏘아올린 찬드라얀-1호는 달 표면을 촬영해 남극에 상당한 양의 물과 얼음이 존재한다는 것을 확인했다. 이를 이용하면 식수, 산소는 물론 로켓 연료로 쓸 수 있는 수소를 지구가 아닌 달에서 곧바로 조달할 수 있게 된다. 달에 탐사 기지를 세워 이 자원들을 꾸준히 활용한다면 필요할 때마다 큰 돈을 들여 로켓을 쏘아올리는 단발성 임무가 아닌 ‘지속 가능한 달 탐사’도 가능하다.

빌 넬슨 미국 항공우주국(NASA) 국장은 NBC 방송과 인터뷰에서 “정말로 그곳(달 남극)에서 풍부한 물을 찾아낸다면 미래에 그것을 우주비행사와 우주선을 위해 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 미국도 유인 달 탐사 계획인 ‘아르테미스(Artemis)’ 임무를 통해 2025년 우주비행사 2명을 달 남극에 보내는 계획을 추진 중이다.

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