대한민국의 달 탐사 궤도선 ‘다누리’호(KPLO)가 5일(한국시간) 미국 플로리다주 케이프커내버럴의 우주군 기지 40번 발사대에서 스페이스X 팰컨9 발사체에 실려 발사되고 있다. [SpaceX 제공. 재판매 및 DB 금지]

한국의 첫 달 탐사 궤도선 ‘다누리’(KPLO, Korea Pathfinder Lunar Orbiter)가 5일(이하 한국시간) 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 성공적으로 발사됐다.

과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국항공우주연구원(항우연)에 따르면 이날 오전 8시 8븐 48초 미국 민간 우주개발업체 스페이스X 팰컨9 발사체에 실린 다누리가 달 전이궤도에 성공적으로 진입했다.

다누리는 이날 오전 8시 48분께 고도 약 703㎞ 지점에서 팰콘9 발사체에서 분리됐으며, 분리 때 속도는 약 초속 10.15km였다. 이어 다누리는 발사 약 92분 후인 오전 9시 40분께 호주 캔버라 지상국과 첫 교신에 성공했다.

항우연 연구진은 미 항공우주국(NASA)의 심우주 안테나를 통해 다누리와 처음으로 교신했으며, 위성 상태에 관한 데이터를 수신했다.

발사 현장인 미국 플로리다 케이프커내버럴 우주기지에 출장 중인 이종호 과기정통부 장관은 “우리나라 최초의 우주탐사선 다누리가 지상국과 첫 교신에 성공하여 매우 기쁘다”고 말했다.

그는 “지구 중력을 처음으로 벗어나 달로 향하는 다누리는 대한민국 우주탐사 역사의 첫 걸음으로 기록될 것”이라며 “다누리는 최초 교신 성공으로 달을 향한 여정을 본격적으로 시작했다”고 전했다.

수신된 위성 정보를 분석한 결과 다누리의 태양전지판이 전개돼 전력생산을 시작했고 탑재컴퓨터를 포함한 장치들 사이에 통신이 원활히 이루어지고 있는 것으로 나타났다. 각 장치의 온도도 표준범위에 드는 등 다누리가 정상적으로 작동하고 있다.

이후 다누리는 오후 2시 기준으로 목표한 달 전이궤적에 제대로 진입했으며 향후 약 4개월 반 동안 태양과 지구 등 천체의 중력을 이용해 항행하는 ‘탄도형 달 전이방식’(BLT, Ballistic Lunar Transfer) 궤적에 따라 이동한다.

탄도형 달 전이방식 궤적은 달로 곧장 발사체를 보내는 대신 태양의 먼 우주로 보내 최대 156만km까지 거리를 벌렸다가, 다시 지구 방향으로 돌아와 달 궤도에 진입하는 방식이다. 이 방식은 기술 난도가 높고 이동거리가 길지만 연료 소모량을 대폭 줄일 수 있다는 장점이 있다.

다누리가 순항 끝에 달 100km 상공의 ‘임무 궤도’에 도착하면 우리나라는 달에 탐사선을 보낸 세계 7번째 국가가 되며, 1992년 첫 자체 인공위성 ‘우리별 1호’ 후 30년 만에 지구-달의 거리 이상을 탐사하는 ‘심우주 탐사’의 첫걸음을 내디딘다.

항우연 연구진들은 달 궤도에 근접할 때까지 9번의 추력기 작동을 통해 방향을 조정해 적절한 궤적으로 다누리를 운영한다. 다누리가 궤적을 따라 이동하는 과정에서 연구진이 오차를 보정하며, 필요에 따라 조금씩 세밀한 조정을 할 수도 있다.

첫 기동은 발사 이틀 후인 8월 7일 오전 10시께 이뤄질 것으로 예상된다. 다누리는 12월 16일께 달 주변을 도는 궤도에 투입되며 그 후로도 약 보름간 대여섯 차례의 감속기동을 거쳐 달에 더 접근한다.

다누리가 올해 12월 31일에 목표 궤도인 달 상공 100㎞에 진입한 뒤 임무 수행을 시작하면 비로소 ‘성공’이 확인된다.

다누리는 2013년에 프로젝트 착수가 이뤄졌으며, 예비타당성 조사를 거쳐 2016년 ‘달 탐사 1단계 개발 계획’의 일환으로 국가우주위에서 의결돼 사업이 진행돼 왔다. 올해 말까지 총 2,367억 원이 투입된다.

다누리의 임무 수행 시기는 2023년 1월 1일부터 12월 31일까지로 계획돼 있으며, 남은 연료의 양에 따라 단축되거나 연장될 수 있다.

오태석 과기정통부 1차관은 이날 브리핑에서 “달 궤도에 진입하고 안착하는 과정이 중요하고, 긴장의 끈을 놓지 않고 우리 쪽이 지켜보고 관제를 해야 된다”며 “매 순간, 순간이 다 중요한 순간”이라고 말했다.

그러면서 “앞으로 다누리의 성공까지는 많은 여정이 남아 있지만, 오늘 달을 향한 첫걸음을 성공적으로 내디딜 수 있어 매우 기쁘게 생각한다”고 밝혔다.

한편 다누리는 국내 독자 기술로 개발한 누리호에 실려 나가지 않고 팰컨9에 탑재됐는데, 이는 누리호의 힘이 다누리를 달까지 쏘는데 아직 부족하기 때문이다. 다누리는 678㎏로 누리호에 실을 수 있지만 이 무게를 달 궤도에 올리려면 발사체에 초속 11.2㎞ 이상의 힘이 필요하다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 초속 7.5㎞의 속도로 고도 600~800㎞의 지구 저궤도까지만 올릴 수 있다.

또한 다누리의 자세 제어를 위해 사용하는 자이로스코프는 미국산 부품으로, 정찰 위성이나 지구 관측 등 정밀관측용 위성에 쓰이는 부품 등은 미국의 규제를 받기 때문에 미국의 발사체인 스페이스X의 팰컨9으로 발사하면 제재를 받지 않는다.

미국 ITAR(International Traffic in Arms Regulations) 규정에 따르면 1987년 미사일기술통제체제에 가입한 선진 7개국 외에는 정밀관측용 위성에 쓰이는 부품을 미국의 허가 없이 사용할 수 없다. 한국은 미사일기술통제체제 설립 이후 발사체 개발에 나서 ITAR 통제를 받는다.

우리나라는 ITAR 통제를 벗어나기 위해 기술 개발을 통한 부품 자립을 시도하고 있다. 지난달 누리호에 실린 성능검증 위성에는 성능 검증을 위해 국내 기술로 만든 자이로스코프와 함께 미국의 통제 기준인 ITAR에 걸리지 않는 부품을 사용한 위성을 쏘아 올린 바 있다.
 

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