[생활속 과학이야기] 우주 주유소 달, 생활의 밝은 미래를 비추다

최이레 한국지질자원연구원 활성지구조연구센터 선임연구원

인류의 역사가 시작된 이래, 달은 우리에게 밤하늘을 밝히는 신비한 존재로 여겨져 왔다. 그러나 우주 개척의 새 시대가 도래하면서 달은 더 이상 단순히 어두운 밤하늘을 밝게 비추는 존재가 아닌 밝은 미래를 비추는 우주 탐사의 핵심 장소로 급부상하고 있다.

그렇다면 달이 가지고 있는 잠재력은 무엇일까? 달에서 추출·채굴된 자원들은 우주산업, 에너지, 건설, 의학, 기술 등 다양한 분야에 적용할 수 있고, 지구에서 얻는 자원의 대체재로써 지구환경 보호에도 기여해 우리 삶을 더욱 풍요롭고 지속 가능하게 만들 수 있다.

또한 우주항공산업의 비약적인 발전으로 지구에서 달까지의 비행은 약 3일이라는 비교적 짧은 시간이 소요되고, 지구-달 간 신호 지연 시간은 평균 2.56초로 짧기 때문에 지구에서 달 표면의 자원탐사 장치 등을 효과적으로 제어할 수 있어 달은 자원 탐사와 활용의 완벽한 테스트베드이다.

과거 우주 임무로부터 얻은 풍부한 데이터와 달 환경의 정보를 바탕으로 지구에서의 광산 솔루션 적용이 가능하고, 아르테미스(Artemis) 프로그램과 같은 현지 우주 임무 수행이 실현되면 달은 더 먼 우주여행을 위한 에너지 공급지이자, 우주 탐사와 자원 활용의 새로운 장을 여는 우주의 주유소가 될 것이다.

달은 과거 우주 임무를 통해 다양한 자원이 풍부하다는 것이 밝혀졌다. 특히 핵융합 에너지의 주요 연료인 헬륨-3가 지구에 비해 달에 상대적으로 풍부해 우주 여행의 범위를 넓힐 수 있는 고효율 연료로 사용될 수 있다. 또한 달의 토양에는 철, 티타늄, 알루미늄 등의 금속과 규산염 광물이 포함돼 있어, 우주 건설 재료로의 활용 가능성 또한 높다. 이러한 자원은 우주 정거장 건설, 유지 보수, 제조 및 우주 산업에 큰 기여를 할 것으로 예상되며, 달의 토양에서 추출할 수 있는 산소는 우주 탐사에 필요한 호흡 가스와 로켓 연료의 구성 요소로 그 중요성이 크다.

달에서 추출한 자원, 특히 헬륨-3는 지구 환경 보호에 중요한 역할을 할 수 있다. 헬륨-3를 핵융합 반응에 사용하면 고출력 에너지를 생산하면서 오염 물질을 매우 적게 배출해 화석 연료 사용 감소와 지구의 온실 가스 배출을 줄이는 데 기여할 것이다. 또한 이러한 청정 에너지원의 개발 및 활용은 재생 가능한 에너지에 대한 연구와 투자를 촉진시킬 수 있으며, 장기적으로 지구 온난화와 같은 글로벌 환경 문제에 대한 해결책이 될 수 있다.

달의 자원 개발은 기술 혁신을 촉진하고 새로운 산업을 창출할 것이다. 즉 달에서의 광물 자원 추출 및 가공 기술은 새로운 공학적 도전을 제시하며, 지구의 산업에도 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 기술 발전은 새로운 제품과 서비스를 창출함으로써 일자리를 만들어내고 경제 성장을 촉진하는 중요한 원동력이 될 것이다.

우주 자원 개발의 선두주자로 나서려는 한국지질자원연구원은 2006년 행성 표면 원격 탐사 연구를 시작으로, 현재까지 달의 자원 조사, 추출 및 활용에 관한 주요 연구를 수행하고 있다. 2022년에는 '달에서 화성으로의 전환을 위한 달 자원 탐사 및 활용(LRPU)' 계획을 발표했고, 현재는 한국지질자원연구원이 개발한 감마선 분광기(KGRS)가 다누리호(KPLO)에 탑재돼 달 현지 자원 활용을 위한 조사와 행성 자원 활용 및 추출의 핵심 기술 개발에 연구 역량을 집중하고 있다.

성공은 준비된 자의 몫이며, 먼저 발을 내딛는 이가 미래를 창조한다는 진리를 잊지 말아야 한다. 결국 우주산업에 있어서 얻게 될 성취는 준비와 선제적 행동의 결합에서 비롯되며, 그 과정에서 우리는 미래의 가능성을 실현할 수 있다.

최이레 한국지질자원연구원 활성지구조연구센터 선임연구원