1990년 이후 재개된 달 탐사는 주로 궤도선을 달에 보내는 것이었으나, 2013년 중국의 창어 3호가 세계에서 3번째로 달 착륙에 성공하면서 달 착륙에 대한 관심도 크게 높아지고 있다.

이스라엘의 민간기업에서 개발된 달 착륙선(베레시트)은 금년 4월 마지막 착륙 시점에 문제가 발생하여 실패하였고, 인도우주기구(ISRO)가 개발한 찬드라얀 2가 금년 8월 달 착륙을 시도하였다. 찬드라얀 2는 궤도선 임무 또는 착륙선과 로버 임무로 구성된 기존의 임무와는 다르게 궤도선뿐만 아니라 착륙선과 로버도 동시에 탑재된 임무라서 많은 관심을 불러일으켰다.

찬드라얀 2 개요

찬드라얀 2 사업은 2007년 러시아와의 공동 협약을 통해 확정되었다. 인도는 궤도선과 로버를 개발하고, 러시아는 착륙선 개발을 담당하기로 했다. 관련한 기본 설계는 2009년 완료되었고, 인도는 일정대로 개발을 완료하였으나, 러시아의 착륙선 개발이 지속해서 지연되었다. 이러한 상황에서 러시아가 착륙선 개발이 어렵다고 언급하여 인도는 달 임무를 독자적으로 수행하기로 결정하였고, 이러한 사유로 2007년에 시작된 찬드라얀 2의 개발이 2019년까지 이어지게 되었다.

찬드라얀 2는 2008년 발사된 달 궤도선 찬드라얀 1의 후속 사업으로 궤도선(2378kg), 착륙선(1471kg)인 비크람(Vikram), 로버(27kg)인 프라그얀(Pragyan)로 구성되었다.

로버는 착륙선에 탑재되며, 달 착륙 이후 전개되어 달 표면의 다양한 성분 규명 등의 탐사를 수행할 목적이었다.

이렇게 궤도선과 착륙선 및 로버로 구성된 종합 패키지의 달 탐사는 냉전 시대 달 유인 탐사를 수행했던 미국의 아폴로 시리즈의 구성과 유사하며, 인도는 이런 종합 패키지 달 탐사를 수행함으로써 과거 미국이 누려왔던 기술 강국의 이미지를 동일하게 표방하려는 의도가 있다고 볼 수 있다. 궤도선과 착륙선을 동시에 운영하는 것은 이를 각각 운영하는 것에 비해 임무 설계뿐만 아니라 복잡성도 많이 증가하기 때문에 상당히 어렵다고 볼 수 있다.

찬드라얀 2의 임무를 세부적으로 보면 궤도선은 약 7년 동안 달 주위를 돌면서 표면 탐사를 수행하는 것이고, 착륙선은 달 앞면 남위 70도 부근에 연착륙하며, 로버는 달의 낮 기간에 해당하는 14일 동안 물의 흔적을 추적하고, 헬륨3 등의 자원 탐사를 수행하는 것이다. 근래 달 탐사의 경향은 달에 물이 존재하는지를 확인하는 것이기 때문에 많은 국가가 이러한 가능성이 높은 달 남극을 주요한 착륙지로 선정하고 있다.

찬드라얀 2 임무 궤적

찬드라얀 2는 2008년 발사된 달 궤도선 찬드라얀 1과 동일하게 위상 전이궤적을 이용하여 달에 도달하였다. 찬드라얀 2는 정지궤도 위성 발사에 사용하는 발사체(GLSV)로 발사되어, 근지점이 170km 및 원지점이 4만 5475km인 타원 궤도에 투입되었다.

총 5회의 기동을 수행하여 고도 38만 km인 달에 도달하였고, 달 궤도에서도 총 5회의 기동을 수행하여 고도가 약 100km인 임무 궤도에 진입하였다.

궤도선과 착륙선은 이 궤도에서 분리되었으며, 착륙선은 2회의 추가 기동을 수행하여 고도를 35km까지 낮추었다. 마지막 착륙 절차는 이 고도로부터 진행되었으나, 안타깝게도 고도 2.1km 지점에서 착륙선과의 통신이 두절되어 연착륙에는 실패하게 되었다.

찬드라얀 2 현황 및 시사점

찬드라얀 2의 착륙선이 연착륙에 실패한 이후 미국의 달 궤도선 엘알오(LRO)는 착륙선이 충돌한 지점의 촬영을 시도했다. NASA에 따르면 착륙선이 충돌한 지점은 심펠리우스 와 맨지누스 크레이터 사이이며, 현재 크레이터의 그늘 때문에 정확한 충돌 위치는 알 수 없다고 한다. NASA는 착륙선 충돌 지역이 다시 낮이 되는 시점(10월 14일)에 재촬영을 수행할 계획이라고 밝혔다.

인도우주기구는 착륙선과 로버가 정상적으로 동작한다고 하더라도 임무 수명이 달의 낮 기간에 해당하는 14일로 설계되어서, 영하 200도의 밤 기간(14일)을 지나고 나면 착륙선과 로버가 극심한 달 환경을 견디지 못하여 다시 낮이 되더라도 임무 수행이 어려울 것으로 판단하고 있다.

최근 달 착륙을 시도한 국가는 중국(2013년 12월 창어 3호, 2019년 1월 창어 4호), 이스라엘(2019년 4월 베레시트) 그리고 인도(2019년 8월 찬드라얀 2호)가 있다.

중국은 두 번의 착륙에 연거푸 성공하여 달 탐사의 최종 단계인 샘플 리턴 계획에 박차를 가하고 있지만, 이스라엘과 인도는 실패의 고배를 마셨다. 이스라엘과 인도 모두 달 궤도 진입은 성공했으나, 마지막 연착륙 과정에서 통신 두절과 주 엔진의 문제를 겪으며 세계 4번째 달 착륙선 국가의 타이틀은 거머쥐지 못했다.

이스라엘의 경우 베레시트가 착륙에 실패한 이후 곧바로 베레시트 2호를 개발할 것이라고 선언했지만, 인도의 경우 현재 궤도선은 잘 운영되고 있어 착륙선과 관련한 이야기는 아직 나오지 않고 있다.

2021년 7월이 되면 상업용 달 탑재체 수송 서비스(CLPS)에 참여한 민간 기업의 착륙선들이 달 표면에 도달할 텐데 이러한 시도들이 각국의 달 착륙 프로젝트에 어떠한 변화를 일으킬지도 지켜볼 일이다.