다누리호…달까지 사흘 길을 넉달에 가는 까닭

[백작]

한국의 최초 달 탐사선 ‘다누리호’가 특수 제작된 컨테이너에 실려 오는 7월5일 미국 플로리다주 케이프커네버럴 우주군기지로 옮겨진 뒤, 8월3일 아침 8시20분 우주로 발사될 예정이다. 넉 달 반 뒤인 12월31일 달 고도 100㎞ 궤도에 진입해, 6개의 탑재체를 이용해 일년 동안 과학 연구 임무를 수행한다.

50여년 전 달에 착륙한 아폴로11호는 사흘 만에 달에 도착했다. 그런데 다누리호는 달 궤도에 도착하는 데 넉 달이 넘게 걸린다. 그 이유는, 달에 가는 항로는 크게 세 가지가 있다. 달까지 직진하는 직접전이궤도, 지구 궤도를 돌면서 고도를 차츰 높여 달 궤도에 진입하는 위상전이궤도, 그리고 BLT궤가 있다. 이번에 다누리호가 택한 경로는 세 번째인 BLT궤도이다. 이 궤도는 지구와 태양 등 천체의 중력을 이용해 에너지를 최소화한다. 즉, 천체의 끌어당기는 힘을 이용해 간다.

다누리호는 지구 중력을 이용해 돌다가 달 궤도를 지나쳐 최대 156만㎞ 지점까지 갔다가 다시 달 궤도로 돌아갈 예정이다. 마치 리본 모양으로 빙 돌아가는 거다. 그래서 넉 달 반이 걸린다. 직접전이궤도, 위상전이궤도보다 비행시간이 최대 두 달 이상 더 걸리지만, 연료 소모량은 25%가량 아낄 수 있다. 연료 소모를 최소화하기 위해 천체의 중력을 이용해 달까지 돌아가는 경로를 택한 것이다.

원래는 자주 사용되는 위상전이궤도로 가려고 했는데, 미 항공우주국(NASA)이 ‘섀도캠’이라고 불리는 음영 카메라를 다누리호에 탑재하자고 요청했다. 그런데 이 섀도캡은 무게가 많이 나간다. 섀도캠을 탑재하면서 전체 무게가 550㎏에서 678㎏으로 변경됐다. 그래서 BLT궤도를 택했다. 섀도캠은 태양 빛이 닿지 않아 우리가 볼 수 없었던 달의 영구음영지역을 촬영할 수 있다.

발사체는 스페이스X가 만든 ‘팰컨9’에 실려 우주로 떠난다. 팰컨9는 재활용 로켓으로 유명하다. 이미 다섯 번이나 인공위성 등을 쏘아 올린 뒤 돌아왔고, 이번에 6번째 임무로 다누리호 발사를 부여받았다. 모두 15번 정도 쓸 수 있다.

이번에 한국이 성공하면, 한국은 달에 도착한 7번째 국가가 된다. 최근 미국을 비롯해 중국, 인도, 일본 등 달 탐사에 열을 올리고 있다. 중국은 2013년 미국과 옛소련에 이어 달 착륙에 성공한 이래 달 탐사에 매진하고 있다. 미국은 초대형 달 탐사 프로젝트 ‘아르테미스 계획’을 진행하고 있다. 이렇게 달 탐사를 하는 이유는, 첫째, 달에 헬륨 3과 우라늄 등 자원이 매장돼 있기 때문이다. 둘째는 달 탐사가 심우주 탐사를 위해 거쳐 가는 징검다리로 보기 때문이다.

달 궤도에 진입한 다누리호는 고도 100㎞에서 달을 돌면서, 6개의 탑재체로 과학 임무를 수행하게 된다. 달 한 바퀴를 도는데 약 2시간 정도 걸릴 것으로 예상한다. 이렇게 하루 12번 달을 돌면서 일 년 동안 임무를 수행하는데, 연료가 바닥나지 않으면 추가 임무를 수행할 수도 있다.