다누리호의 특이한 비행길…"나사 '이 궤적 고칠게 없다' 극찬"

중앙일보

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이상률 한국항공우주연구원장 인터뷰

이상률 한국항공우주연구원 원장이 5일 다누리호 발사 후 미국 플로리다 케이프커내버럴 우주군 기지 인근에서 인터뷰를 하고 있다. [사진 공동취재단]

“달을 향한 첫 발을 내디뎠다.”

한국의 첫 달 궤도선 다누리가 5일 미국 플로리다 케이프커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실려 성공적으로 발사됐다. 플로리다 발사 현장은 다누리호 발사 성공의 기쁨보다, 앞으로 4개월반, 달까지 600만㎞의 긴 여정을 무사히 마칠 수 있을지에 대한 염려가 더 컸다. 이상률 한국항공우주연구원장을 현지에서 만났다.

다누리 발사 성공 의미는

달을 향한 첫 발을 내딛었다고 할 수 있다. 달까지 약 4.5개월 비행을 해야 하는 긴 여정이 남아있다. 궤적 수정 기동 등 설계한 대로 달 궤도까지 무사히 진입하기 위해 거쳐야 할 관문을 넘어야 한다. 또한 달 궤도에서 1년 이상 운영되고, 6개 탑재체들이 모두 정상적으로 임무를 수행해 목표를 달성해야 완전한 성공이라 할 수 있다. 다만 우리 연구진이 최선을 다해 연구개발에 매진한 만큼 대한민국 최초의 달 탐사 임무를 성공적으로 수행할 수 있을 것이라고 기대하고 있다. 그렇게 되면 대한민국은 세계에서 일곱 번째로 달 탐사에 성공한 나라가 된다. 그동안 국내 우주개발은 지구 저궤도 약 600㎞ 내외, 정지궤도 약 3만6000㎞ 내외였지만 이번 임무를 통해 지구에서 약 38만㎞ 떨어진 달까지 대한민국의 우주 영역이 확대된다.

한국 첫 달궤도선 다누리호가 5일(한국시간) 오전 8시8분 미국 케이프커내버럴 우주군 기자에서 스페이스X에 실려 발사되고 있다. [사진 한국항공우주연구원]

이번 BLT 궤도가 흔치 않은 비행 궤적인데 성공할 것으로 보나.

우리나라가 지구 궤도를 벗어나 우주 공간을 비행하는 것이 처음이다. 아시다시피 BLT 궤적도 통상적인 궤도가 아니다. 연료를 아껴야 했기에 불가피하게 선택한 궤적이지만 최대 비행거리가 약 600만㎞에 달하는 만큼 우주 공간에서 이 정도 거리의 비행을 계산한다는 건 상당한 모험이자 부담이었다. 연구진들이 밤을 새워 논의하고, 회의하고, 계산하고, 또 했다. 최초 BLT 궤적 설계에 꼬박 7개월이 걸렸다. 당시 정말 고생을 많이 했다. 애를 쓴 만큼 결과는 성공적이었다. 미국 나사로부터 ‘이 분야에서 아주 큰 성과를 이루었다. 매우 우수해서 수정할 부분이 없다’는 검토 결과를 받았다. 우리 우수한 연구진이 최선을 다한 결과다. 그 이후 궤적수정기동을 포함한 최종 궤적설계를 하기 위해 약 2년의 시간이 더 걸렸다. 달 궤도까지 가는 과정에서 태양전지판, 안테나 전개 등 정상 운영을 위한 작동과 점검을 수행하고 약 4.5개월 동안 최대 9번의 궤적을 수정한다. 처음 시도하는 일이지만 그동안 축적한 위성 기술이 집약되었기 때문에 성공적인 결과를 기대하고 있다.

미국 NASA와 협력의 의미는 무엇인가

미국과의 국제협정을 통해 나사의 섀도우캠이 탑재되었다. 우리가 섀도우캠을 실어주면서 NASA는 다누리와 교신할 수 있는 심(深) 우주지상국을 통하여 다누리의 위성 데이터를 제공한다. 이런 우주 강국들과 협업은 우리처럼 뒤늦게 출발하는 심우주 탐사국에는 중요한 지름길이 된다. 단시간 내 많은 기술을 확보할 수 있는 기회가 되기 때문이다. 또한 이번 프로젝트를 통해 미국의 유인 우주 탐사 계획인 아르테미스 프로젝트에 보다 밀접히 참여할 수 있는 기회도 확대될 것이다. 우주탐사에 처음 발을 들였고, 앞으로 계속 확대해 나갈 의지를 가진 대한민국에 아주 좋은 기회다.

한국뿐 아니라 올해 달 탐사에 나서는 국가가 있다. 달 탐사가 다시 각광을 받는 이유는 무엇인가.

올해는 우리나라뿐 아니라 인도ㆍ일본ㆍ아랍에미리트(UAE) 등이 달 탐사선을 발사를 준비하고 있다. 미국 전략국제문제연구소(CSIS)에 따르면 현재 19개국과 유럽 우주국(ESA)에서 106개의 달 궤도 및 달 관련 프로젝트가 진행 중이다. 50년 전의 달 탐사는 일회성으로 그 자체가 최종 목표였다. 그러나 지금은 달에 인간이 장기 체류할 수 있는 기지를 건설하고 자원을 채굴하는 등 지속할 수 있는 목표로 바뀌고 있다. 특히 달의 남극에 물의 존재가 확인되면서 달의 효용가치는 더욱 커졌다. 달에서 식수를 얻을 수 있을 뿐 아니라 물을 분해해 산소와 수소를 생산해 생존에 활용하고 화성 등 더 먼 행성으로 가기 위한 로켓 등의 연료로 활용할 수 있기 때문이다. 또한 달에는 밝혀진 희귀자원만 수십 종에 이른다. 그 중 관심을 갖는 건 바로 헬륨-3와 희토류다. 두꺼운 대기와 강력한 자기장에 의해 태양풍으로부터의 보호를 받는 지구와 달리 태양풍을 그대로 받는 달에는 약 110만t에 달하는 헬륨-3가 있을 것으로 추정된다. 희토류는 스마트폰ㆍ전기자동차ㆍTV 등 전자제품 제조에 필수적이지만 지구에서는 생산지가 제한적인 전략자원이다.

달 착륙 계획은 어떻게 준비되나.

2031년까지 달 착륙선을 우리 발사체로 발사하는 것이 목표다. 현재 달 착륙선의 임무와 설계안 구성을 추진하고 있다. 착륙선을 달로 보낼 차세대발사체 개발도 추진해야 한다. 차세대발사체는 100t급 엔진 5기와 10t 엔진 2기를 탑재한 2단 발사체로 개발할 계획인데, 2031년까지 총 1조 9330억원이 투입될 것으로 예상된다. 현재 이에 대한 예비타당성 조사가 진행 중이며 통과할 경우 2024년부터 본격적으로 사업에 착수하게 된다. 차세대 발사체는 1.8t 무게의 달 탐사선을 쏠 수 있다.

최준호 과학ㆍ미래 전문기자, 미국 플로리다=공동취재단 joonho@joongang.co.kr