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‘루너 임팩터’ 한미 합작 달 탐사 프로젝트, 성공시 미소 이어 세계 3번째 도전

2016년 한국 달 탐사 가능할 수도

  • 이현경| 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com

‘루너 임팩터’ 한미 합작 달 탐사 프로젝트, 성공시 미소 이어 세계 3번째 도전

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국력 과시, 헬륨-3 확보 위해 달 선점

‘루너 임팩터’ 한미 합작 달 탐사 프로젝트, 성공시 미소 이어 세계 3번째 도전

미국항공우주국(NASA)의 달 탐사를 총괄하는 에임스연구센터 임무설계 책임자인 벨가켐 자룩스 박사는 “한국은 뛰어난 인공위성 기술과 훌륭한 인력을 갖추고 있어 NASA의 파트너로 손색이 없다”고 말했다.

세계 각국이 경쟁적으로 달을 선점하려는 이유는 복합적이다. 달 탐사는 자국의 우주기술 수준을 자연스럽게 드러내기에 좋다. 달에 탐사선을 보내 국력을 과시하고 자존심도 세우는 것이다. 이는 1960년대 미국과 옛 소련 간 달 탐사 경쟁이 첨단 과학기술을 내세워 체제 우위를 선전하려는 군사외교전이었다는 점과 일맥상통한다.

최근엔 여기에 달을 경제적인 관점에서 탐사해야 한다고 보는 시각이 우세하다. 중국, 일본, 인도가 합류한 달 탐사 경쟁이 특히 그렇다. 달에 각종 천연자원이 매장돼 있는 것으로 추정되는 점이 이들의 달 탐사를 부추기고 있다.

가장 인기 있는 광물은 헬륨-3. 헬륨-3은 핵융합발전 연료로 달에 최소 100만t 정도 묻혀 있을 것으로 추정된다. 이 정도면 지구가 1만 년 동안 쓸 수 있는 엄청난 양이다. 2007년 중국은 창어 1호를 달에 보내 광물 원소 14종을 찾게 했고, 2008년 인도는 찬드라얀 1호를 쏘아 헬륨-3을 찾아 나섰다.

달에 기지를 먼저 짓겠다는 욕심도 있다. 달은 지구보다 중력이 작아 달에서 로켓이나 우주선을 발사하면 연료도 덜 들고 멀리 보낼 수 있다. 2008년 달로 날아간 인도의 찬드라얀 1호는 이듬해 달의 극지에 얼음 형태의 물이 대량 저장돼 있다는 사실을 밝혀내면서 달 기지의 실현 가능성에 한층 무게를 실었다. 달에 물이 있으면 분해해 달에서 바로 산소도 만들고 로켓의 연료도 제조할 수 있다.



달 자체가 과학적인 연구 대상이기도 하다. 달은 인류가 직접 탐사해 연구할 수 있다는 점에서 태양계에서는 특별한 행성이다. 달을 연구해 태양계와 행성이 어떻게 만들어지고 진화했는지 알아낼 수 있다.

루너 임팩터의 임무도 달의 미스터리를 푸는 과학적인 성격이 강하다. 달에 있는 물(얼음)이 어떻게 생성됐는지 단서를 찾아내는 일이다. 그동안 달은 건조하고 메마른 땅으로 알려져 있었지만 2008년 인도가 쏘아 올린 찬드라얀 1호가 달에 얼음 형태의 물이 자그마치 6억t이나 있다는 사실을 밝혀냈다.

전문가들은 달에 얼음이 묻혀 있는 지역이 분화구라는 사실에 주목하고 있다. 찬드라얀 1호는 달 북극에 있는 지름 2∼9㎞의 분화구 40여 군데에서 얼음을 발견했다. NASA도 달 남극의 20∼30m 크기 분화구에서 최소 95L의 얼음을 발견했다.

달 표면 자기장 최초 관측 임무

그런데 달의 분화구 중에는 유독 주변에 비해 자기장이 센 곳이 있다. 달은 지구와 달리 자기장이 매우 약하다. 지구가 북극(N)과 남극(S)을 가진 하나의 거대한 자석이어서 자기장이 일정하게 분포하는 반면 달은 분화구를 중심으로 군데군데 자기장의 세기가 다르다.

1998년 에임스연구센터는 ‘루너 프로스펙터(Lunar Prospector)’라는 탐사선을 보내 달 상공 약 100㎞에서 자기장을 측정했다. 달의 자기장 분포가 지구와 달리 일정하지 않다는 사실도 이때 처음 밝혀졌다.

달의 자기장 연구에서 세계적인 전문가인 이언 개릭베셀 미국 샌타크루즈 캘리포니아(UC샌타크루즈)대 교수는 달의 이상한 자기장 분포가 얼음(물)과 관련이 있을 것으로 추정하고 있다. 그는 32세의 젊은 교수지만 매사추세츠공대(MIT)에서 박사학위를 받을 때부터 달의 자기장 연구로 ‘네이처’ ‘사이언스’ 등 유명 저널에 여러 편의 논문을 실으며 이 분야의 대가로 인정받고 있다. 이 때문에 개릭베셀 교수는 루너 임팩터에 큰 관심을 갖고 있으며 프로젝트에도 참여하길 희망하고 있다.

루너 임팩터의 임무는 루너 프로스펙터를 한 단계 높인 것이다. 루너 프로스펙터는 달 가까이 접근하지 못하고 달 상공에서만 자기장을 측정했다. 루너 임팩터는 큐브샛이 우주선에서 낙하해 달 표면에 떨어질 때까지 고도에 따라 달의 자기장을 측정할 수 있다. 개릭베셀 교수는 루너 임팩터의 큐브샛이 보내온 달의 자기장 데이터를 분석할 계획이다.

UC샌타크루즈에서 기자와 직접 만난 개릭베셀 교수는 “루너 임팩터는 세계 최초로 달 표면 근처의 자기장을 찍게 될 것”이라면서 “달에 왜 물(얼음)이 생겼는지, 달의 자기장과는 어떤 관계가 있는지 밝혀내는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.

개릭베셀 교수는 40여 년 전 아폴로 11호와 17호가 지구로 가져온 월석(月石) 6g을 NASA에서 받아 현재 달의 자기장 분석 작업을 진행하고 있다. 아폴로 우주선이 가져온 달 암석은 모두 269개이지만 리처드 닉슨 전 미국 대통령이 세계 130개국에 선물했다.

세월이 지나면서 분실되거나 도둑맞은 달암석이 많아 현재는 수십 개만 남아 있다. 개릭베셀 교수가 받은 6g도 값으로 따지면 매우 비싸다. NASA는 연구용 월석에 대해서는 엄격한 심사를 거쳐 무상으로 제공한다.

한미 양국 정권 교체는 프로젝트 변수

루너 임팩터가 한국에 가져올 수많은 긍정적인 요인에도 불구하고 프로젝트가 가동되려면 몇 가지 걸림돌이 있다.

가장 큰 문제는 예산을 따내는 일이다. NASA나 KARI 모두 루너 임팩터에 투입될 비용은 한미 양국이 분담하는 게 가장 이상적이라고 보고 있다. 한국은 큐브샛 개발과 큐브샛이 실릴 우주선의 일부를 제작하고 NASA는 우주선 제작 총괄과 발사 등을 맡고 이에 필요한 예산을 각자 부담하는 것이다.

그런데 한국은 올해 총선과 대선이 예정돼 있어 새로운 프로젝트를 가동하기에 불리한 상황이다. 미국도 올해 대통령선거가 열리며 다음 정권의 우주 개발 기조가 루너 임팩터에 적잖은 영향을 미칠 수 있다.

주 박사는 “우리나라가 2020년대 달 탐사에 성공하려면 루너 임팩터를 디딤돌로 활용해 지금부터 준비를 시작해야 한다”면서 “수천억 원이 투입되는 거대과학 프로젝트도 많은데 수백억 원을 투입해 한국산 인공위성을 달에 보낸다는 건 상대적으로 적은 비용을 들여 큰 성과를 낼 수 있는 좋은 방법”이라고 말했다.

신동아 2012년 3월호

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이현경| 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com
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