October 17,2019

한국 최초 달 탐사선에 실릴 장비는?

미래부, 과학임무 수행할 탑재체 3종 선정

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미 항공우주국(NASA)은 우주 탐사 프로젝트를 진행할 때, 해당 프로젝트에 관여하는 과학자들로부터 우주선에 탑재할 장비들에 대해 제안을 받는다. 그 중에는 관측 장비도 있고, 분석 장비도 들어있다.

한국형 달 궤도선의 개념도 ⓒ 항공우주연구원

한국형 달 궤도선의 개념도 ⓒ 항공우주연구원

이렇게 제안을 받아 탑재 장비를 선택하는 작업은 우주 탐사 프로젝트가 시작된 이래로 지금까지 꾸준히 이어지고 있는 NASA의 오랜 관행이다. 이런 관행이 어떻게 시작됐는지는 제대로 알려지지 않았지만, 해당 프로젝트에 대해 가장 잘 알고 있는 과학자들의 견해를 존중하자는 취지에서 시작되었다는 의견이 우세하다.

우리나라도 오는 2018년 발사를 목표로 하고 있는 국내 최초의 달 탐사선에 이와 같이 과학자들의 제안을 반영한 관측 및 측정 장비들이 탑재될 것으로 전망되어 관심이 모아지고 있다.

지구에서 보이지 않는 달 뒷면도 관측

미래창조과학부(이하 미래부)는 19일 우리나라 최초의 달 탐사선인 시험용 달 궤도선에 탑재할 관측 및 측정 장비를 선정했다고 밝혔다. 선정된 장비들은 ‘광시야 편광 카메라’와 ‘달 자기장 측정기’, 그리고 ‘감마선 분광기’ 등 총 3종이다.

이들 장비의 선정 작업은 지난 1월 열린 ‘탑재체선정위원회’의 탑재체 공모를 통해 시작되었다. 위원회에서 달을 대상으로 관측 및 측정 임무를 수행할 궤도선의 용도에 적합한 장비를 공모했던 것. 이후 1개월의 공모기간을 거쳐 제안된 9개 중에서 세계 과학계에 미칠 파급력과 국내 개발 가능성 등을 고려하여 위원회는 총 3기의 과학탑재체를 선정했다.

선정된 장비들의 면면을 살펴보면 우선 광시야 편광 카메라의 경우 달 표면 전체에 대한 편광 지도와 중요 원소인 티타늄의 함량 지도를 작성하는 임무를 가지고 있다. 세계 최초로 달의 앞면 뿐만 아니라, 지구에서 보이지 않는 뒷면에 대한 광시야 편광 관측 자료까지 확보할 것으로 기대를 모으고 있다.

1차 달탐사 계획의 궤도 ⓒ 항공우주연구원

1차 달탐사 계획의 궤도 ⓒ 항공우주연구원

또한 수집한 편광 자료를 활용하여 달 표면의 우주환경 특성을 연구하고, 방사능 물질 및 희토류 원소들과 함께 분포되어 있는 티타늄 원소에 대한 분포 연구에도 적용될 예정이다.

이어서 달 자기장 측정기는 달에 존재하는 자기이상 현상을 측정하는 장비다. 달 주변의 전체적인 3차원 자기장 지도를 작성하여 자기장의 기원을 연구하고, 이를 통해 달의 생성 기원을 파악할 수 있다.

마지막으로 감마선 분광기는 달 표면에서 방출되는 감마선 정보로부터 달 표면의 원소 구성성분과 분포 양상 등, 달의 지질 및 자원에 대한 원소지도를 확보하는 용도로 활용될 장비다.

이 외에도 미래부는 현재 한국항공우주연구원에서 개발 중인 고해상도 카메라와 미국 NASA의 탐지장비가 추가로 탑재될 예정이라고 밝혔다.

고해상도 카메라는 향후 2단계 달 착륙선의 착륙 후보지 선정을 위한 정밀 지형도 작성에 사용되고, NASA의 탐지장비는 물을 포함한 휘발성 물질의 탐색에 사용될 예정이다.

달의 지형 및 자원 탐사에 활용될 궤도선

2년 뒤에 발사될 시험용 달 궤도선은 달의 궤도를 1년 이상 비행하면서, 다음 차례인 달 착륙선을 위한 지형 탐사와 달 자원 탐사, 그리고 달 표면 및 주변 환경 연구를 주로 진행할 예정이다.

달 궤도선과 관련한 업무는 현재 미래부의 거대공공연구정책과에서 총괄하고 있는데, 이와 관련하여 궁금한 사항을 윤미란 사무관에게 물어 보았다.

달 착륙선은 2차 계획에 포함되어 있다  ⓒ 항공우주연구원

달 착륙선은 2차 계획에 포함되어 있다 ⓒ 항공우주연구원

​- 3종의 과학탑재체에 대한 기대효과를 간단히 설명해 달라

광시야 편광 카메라의 경우 티타늄 원소 및 희토류 원소에 대한 분포를 연구할 수 있다는 점이 기대되고, 달 자기장 측정기는 자기장 관측 자료를 이용하여 국제적인 우주탐사 연구역량을 확보할 수 있다는 점이 기대된다. 또한 감마선 분광기는 화성 및 소행성의 지질자원탐사를 위한 연구 활성화에 기여할 수 있다.

- 3종의 과학탑재체 외에 고해상도 카메라와 NASA의 탐지장비도 탑재가 확정된 것인가?

그렇다. 엄밀하게 말하면 고해상도 카메라는 확정적이고, NASA의 탐지장비는 그쪽 스케줄이 올해 9월에 완료되기 때문에 지금으로서는 조금 유동적이라 할 수 있지만, 별다른 문제가 발생하지 않는다면 모두 5종의 탑재체가 궤도선에 실리는 것으로 보면 된다.

- 궤도선의 향후 계획과 2차 달 탐사 계획에 대해 간단히 밝혀 달라.

궤도선은 수명이 1년으로 되어 있다. 물론 차이는 있겠지만 1년 동안 순조롭게 임무를 마치게 되면 위성이 지구에 떨어지듯 달에 추락하여 임무를 마칠 것으로 보인다. 2차 달 탐사 계획은 달착륙선을 보낸다는 계획 외에는 확정된 것이 없다. 이번 궤도선의 성공 여부가 2차 계획에도 막대한 영향을 미치는 만큼 1차 탐사계획이 완료되어야 2차에 대한 청사진을 밝힐 수 있을 것 같다.

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