천문연 제작 `과학 탑재체`, NASA 아르테미스 임무 참가

달 착륙선 실리기 위해 미국행
美 나사 달 탐사 프로젝트 참여
달 우주환경 모니터링 공동임무
천문연 "자기장·방사선 등 측정"

한국천문연구원이 제작해 미국 NASA 무인 달 착륙선에 장착되는 '달 우주환경 모니터링(LUSEM) 탑재체' 센서부 모습. 천문연 제공

내년 말 발사되는 미국 인튜이티브 머신즈사의 무인 달 착륙선인 '노바-C'에 실리는 '달 우주환경 모니터링(LUSEM) 탑재체' 형상안

우리나라가 제작한 과학 탑재체가 내년 발사되는 미국의 달 착륙선에 실리기 위해 미국으로 떠난다. 이 탑재체는 우리가 미국과 국제 달 탐사 공동연구를 위해 미국 NASA(항공우주국)의 '아르테미스 프로젝트'에 참여키로 함에 따라 제작이 결정됐다.

과학기술정보통신부와 한국천문연구원은 미국의 무인 달 착륙선에 실려 내년 달에 발사돼 과학임무를 수행하는 '달 우주환경 모니터링(LUSEM)' 탑재체 개발이 완료돼 미국으로 이송을 시작했다고 4일 밝혔다.

LUSEM은 천문연이 미국 NASA의 '민간 달 탑재체 수송 서비스(CLPS)' 계획에 참여해 개발한 탑재체다. CLPS는 미국 주도의 유인 달 착륙 프로젝트인 아르테미스 프로그램의 하위 계획으로, 과학탐사나 상업적 개발 등을 위해 만든 탑재체를 민간 기업이 무인 달 착륙선으로 매년 발사하는 게 목표다.

천문연은 달 착륙선에 탑재할 LUSEM을 비롯해 달 표면 자기장 측정기(LSMAG), 달 표토 3차원 영상카메라, 달 표면 우주방사선 측정기(LVRAD) 등 4종의 탑재체 개발을 통해 달 탐사 과학임무를 공동 수행하고 있다. 미국으로 이송하는 LUSEM은 50킬로전자볼트 이상의 고에너지 입자를 검출할 수 있는 센서로, 경희대 연구팀과 공동 개발했다. 제작은 국내 위성기업인 쎄트렉아이가 맡았다.

지구 표면과 달리 대기권과 지구 자기장 등의 보호를 받지 못하는 달 표면에서는 심우주로부터 날아오는 고에너지 입자가 직접 검출되는 것으로 알려져 있다. LUSEM은 달에서 이런 고에너지 입자를 검출해 우주인 건강이나 우주선의 전자부 기능, 구조·강도 등을 분석하는 데 활용할 수 있다. 또한 우주풍화 작용 등 과학적 연구에도 활용할 수 있어 향후 유인 심우주 탐사 등에 유용하다.

LUSEM은 센서부, 전장부, 그리고 두 장치를 연결하는 전선으로 이뤄져 있다. 그 중에서 센서부가 고에너지 입자를 관측하는 주장비로, 위와 아래의 양방향 관측이 가능한 검출기 2기로 구성돼 있다. 두 쌍의 검출기는 한쪽은 전자를, 다른 한쪽은 양성자를 검출한다. 위쪽을 바라보는 검출기는 우주에서 날아오는 입자를 검출하고, 아래쪽을 바라보는 검출기는 달 표면에 반사되는 입자를 확인해 상호 차이를 분석한다. 전장부는 센서부를 제어하고, 신호 처리와 전원 공급 역할을 수행한다.

LUSEM은 인천공항을 통해 미국 텍사스주 휴스턴에 위치한 인튜이티브 머신즈로 이송된다. 이후 이 회사의 무인 달 착륙선 '노바-C'에 실려 내년 말 스페이스X의 팰컨9 발사체를 통해 발사될 예정이다. 노바-C는 달 앞면 저위도 '라이너 감마' 지역에 착륙해 LUSEM을 이용해 우주환경 관측을 포함해 표면지형 관측, 국소 자기장 측정, 레이저 반사경 배치 등의 임무를 수행한다. 라이너 감마는 밝고 어두운 무늬로 인해 굴곡이 있는 것처럼 보이지만 평평한 평면지대로, 착륙이 쉽고 지구와 통신이 원활해 착륙지로 주목받고 있다.

조선학 과기정통부 거대공공연구정책관은 "아르테미스 약정 서명 후 추진해 온 첫 번째 협력 프로젝트가 성공적으로 진행돼 매우 뜻깊게 생각한다"며 "앞으로 아르테미스 프로그램에서 우리나라의 참여 범위를 확대하고 우주 분야 국제공동연구의 장을 넓혀나가기 위해 노력하겠다"고 말했다.

박영득 천문연 원장은 "LUSEM은 우리나라의 자랑스러운 과학 탑재체 중 하나로, 우주탐사 시대에 필요한 우주 환경에 대한 여러 가지 정보를 전해줄 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr