한국 최초 달 탐사선 ‘다누리’, 5일 오전 8시8분 발사

미국 케이프버내럴우주기지서 팰콘9에 실려
4개월 반 우주여행 뒤 달 궤도 도착 1년 운행

우리나라 최초의 달 탐사선 ‘다누리’. 과학기술정보통신부 제공

우리나라 최초의 달 탐사선 ‘다누리’가 5일 오전 8시8분(한국시각) 발사된다.

과학기술정보통신부(과기정통부)는 4일 “달 탐사선 ‘다누리’를 애초 예정대로 5일 오전 8시8분께(현지시각 4일 오후 7시8분) 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 발사한다”고 밝혔다. 다누리는 지난달 7일 발사장으로 이송돼 약 한 달 동안의 기능점검, 연료주입, 발사체와 조립 등 사전 작업을 모두 마무리했다. 이날 현재 다누리는 스페이스엑스의 팰콘9 발사체에 탑재돼 발사대기중이다. 현재 발사의 가장 큰 변수인 당일 기상 상황은 상당히 좋은 것으로 예상되고 있다.

과기정통부는 “한국항공우주연구원(항우연)이 발사체 분리정보를 분석해 5일 오후 1~2시께(발사 5~6시간 뒤) 다누리가 목표한 달 전이궤적 진입에 성공했는지를 확인할 수 있을 것으로 예상된다”고 설명했다.

이종호 과기정통부 장관은 “미 항공우주국(NASA)이 다누리에 섀도캠을 실은 것은 우리나라를 우주탐사의 협력 파트너로 인정한다는 것을 의미한다. 앞으로 달, 화성 등 심우주 탐사에서 미국과 협력을 더욱 확대해 나가겠다”고 말했다.

다누리 발사 뒤 달 궤도선 전이궤적 및 달 궤도 진입 과정. 과학기술정보통신부 제공

달 궤도 안착까지 5개월 여정 첫 걸음

다누리는 애초 지난 3일 발사될 예정이었으나 스페이스엑스사가 팰콘9 점검 과정에 이상이 발견돼 일정을 이틀 늦췄다. 김대관 항우연 달탐사사업단장은 “팰콘9 1단은 재사용하는 부분이어서 정기 점검에서 이상 발생은 항상 일어나는 일이다. 복구 절차가 완료됐고, 현지 기준으로 지난 2일부터 8일 사이에 언제든 쏠 수 있는 조건이었기에 큰 문제는 없었다”고 설명했다.

발사는 미 케이프커내버럴 우주군 기지 안 40번 발사대에서 이뤄진다. 이곳은 2007년부터 스페이스엑스가 임대해 사용중으로, 카시니-호이겐스 토성 탐사선이 발사되기도 했다. 발사장에 이상이 생겨 옮겨야 할 경우에 대비해 아폴로 11호가 발사된 39A 발사장을 예비로 확보했다고 과기정통부는 밝혔다. 케이프커내버럴 우주군 기지는 미국 안에서 지구 적도와 가장 가까운 발사장이다. 적도에 가까울수록 지구 자전 속도를 더 잘 이용할 수 있어 연료 소모를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

스페이스엑스는 발사장에 이동해 있는 팰콘9 발사체를 이날 기립해 세운 뒤 마지막 발사 상황 점검을 한다. 5일 정시에 발사가 이뤄지면 발사 뒤 40분23초(2423초)에 달 궤도선이 분리되고 4분30초(발사 44분53호 뒤) 후에 달 전이궤도에 진입할 예정이다. 이때 위치는 지구에서 1655㎞ 떨어진 곳이다.

이때부터는 궤도선에 탑재된 컴퓨터의 자동프로그램이 작동하기 시작해 태양전지판이 펴지고, 약 6분 후(발사 51분 뒤)에는 태양을 지향하도록 궤도선의 자세를 잡은 뒤 태양전지판에서 전력을 생산하기 시작한다. 다시 약 10분 후쯤(발사 60분 뒤)에는 지구 지상국과 최초로 교신을 하게 되며 한국항공우주연구원(항우연) 지상국은 달 궤도선 점검에 들어간다. 지상국은 이후 궤도선과 통신을 하면서 4개월 반 동안 탄도 달 전이방식(BLT) 궤적을 따라 항행할 수 있도록 궤적 보정 기동을 여러 차례 해야 한다.

다누리가 비엘티 방식으로 넉달이 넘게 우주 멀리 돌아서 달에 가는 이유는 연료를 절약할 수 있기 때문이다. 다누리에 미국 항공우주국(나사)의 음영카메라(섀도캠)가 탑재돼 전체 무게가 678㎏까지 늘어나면서 달에 도착하기 위해 사용할 연료를 최소화하기 위한 방식을 채택한 것이다.

이상률 항우연 원장은 “팰콘9은 발사 성공률이 98.8%에 이를 정도의 신뢰성 있는 발사체로 다누리 발사 미션도 잘 수행할 것으로 기대한다. 다누리가 발사체에서 분리된 뒤 달 전이궤적에 진입하게 되면 그때부터 다누리의 자체 비행이 시작되는데, 우리의 기술력이 집약된 만큼 달 전이 비행도 성공할 것”이라고 말했다.

다누리에 탑재된 과학장비들. 과학기술정보통신부 제공

내년 2월부터 하루 12번씩 달 돌며 관측

다누리는 달 전이궤도를 따라 4개월 반 동안 우주여행을 한 뒤 올해 12월16일께 달 궤도에 도착할 예정이다. 이때부터 보름 동안 달 상공 100㎞에서 달 극지방을 지나는 원 궤도에 진입하는 과정을 거친 뒤 내년 1월부터 시운전 운영에 들어간다. 탑재체들이 제대로 동작하는지 점검하고 각종 광학탑재체들의 영상들이 제대로 촬영되는지도 점검해 보정작업을 해야 한다. 점검이 완료되면 다누리는 내년 2월부터 12월말까지 하루 12번씩 달을 돌면서 달 관측과 다른 과학기술 임무를 수행하게 된다.

달 탐사선에는 우리나라 연구기관들이 개발한 고해상도카메라(항우연), 광시야편광카메라(한국천문연구원), 자기장측정기(경희대), 감마선분광기(한국지질자원연구원), 우주인터넷(한국전자통신연구원) 등 탑재체가 실린다. 더불어 미국 나사가 개발한 음영카메라(섀도캠)를 싣고 가 미국의 2024년 달 남극 유인 착륙 사업(아르테미스 미션)의 일환으로 착륙 후보지를 검색하게 된다.

우주인터넷 장비를 활용한 심우주 탐사용 우주인터넷시험도 세계 최초로 시도한다. 이 장비에 저장된 파일에는 그룹 방탄소년단(BTS)의 노래 ‘다이너마이트’도 있는데, 이 파일을 재생해 지구로 보내는 시험이다. 

이근영 기자, 미국 케이프커네버럴/공동취재기자단 [e-mail]