[MBN 토요포커스] 김대관 한국항공우주연구원 달탐사사업단장 “달을 향한 여정을 시작하다”

[MBN 토요포커스] 김대관 한국항공우주연구원 달탐사사업단장 달을 향한 여정을 시작하다”

- ‘다누리 임무 성공 시 세계 7번째 달 탐사국 될 수 있어
- 전체 무게 678kg, 국내 기술로 개발된 탑재체들이 장착돼
- 기술의 국산화…기술적 측면의 자립화에 대한 검증도 이뤄질 것
- 다누리가 검은색인 이유…위성을 보호하기 위해 카본층 추가해
- ‘BLT(탄도형) 전이 방식 무게 문제 해결, 연료 절약 가능

방송보기 링크 : https:youtu.be/JWbZDbsYNek

■ 방송일시 : 2022년 9월 24일 (토요일 / 05:40 ~ 06:20)

■ 진 행 : 김성철 산업부장 / 정아영 아나운서

■ 출연자 : 김대관 한국항공우주연구원 달탐사사업단장

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기 바랍니다.


◇ 김성철: 정아영 아나운서 혹시 인류가 가장 먼저 지구 외에 다른 행성에 발을 디딘 사람 이름 아십니까?

◇ 정아영: 달에 발도장 찍은 닐 암스트롱 아니겠습니까?

◇ 김성철: 정확하십니다. 인류 역사상 최초로 달을 밟은 사람 바로 닐 암스트롱이었고 당시에 전 세계 5억 명의 인구가 껑충껑충 뛰면서 이 달 표면을 탐사하는 닐 암스트롱의 모습을 TV로 지켜봤었습니다. 또 그 당시에 그 모습을 지켜보면서 실제 우주 탐사 능력이 있건 없건 모든 국가의 사람들이 우주 탐사의 꿈을 꾸기도 했었습니다. 우리나라도 지난 8월에 미국 플로리다에서 다누리를 쏘아 올리면서 달 탐사를 향한 여정을 시작했다는 사실 다들 알고 계실 겁니다.

◇ 정아영: 그렇습니다. 우주를 향한 첫 걸음을 뗀 달 탐사선 다누리에 거는 기대 그만큼 굉장히 높은데요. 오늘 관련해서 이야기를 나눠보도록 하겠습니다. 한국항공우주연구원 달탐사사업단의 김대관 단장과 함께합니다. 어서 오세요.

◇ 김성철: 어서 오십시오

◆ 김대관: 반갑습니다.

◇ 김성철: 반갑습니다. 다누리 뭐 다 누려라 이런 의미로 받아들여야 합니까 아니면 달을 누려라 해서 다누리인가 이런저런 생각도 하는데 구체적으로 의미부터 좀 설명해 주시겠어요.

◆ 김대관: 일단 다누리라는 의미를 먼저 물어보셨으니까요. 이름은 아시다시피 올 2월에 한 달 정도 대국민 공모를 통해서 선정된 이름이고 그 의미 자체는 달을 남김없이 다 누리고 오라는 응원의 메시지가 담겨 있습니다. 그때 당시에 아마 6만 건 이상이 지원이 된 걸로 알고 있고 상당히 국민분들께서 많은 관심이 있구나, 우주 탐사에. 그런 걸 느낄 수 있었고 아마 기술적, 과학적인 가치로 보면 대한민국 우주 기술 즉 과학기술의 발전을 증명해 볼 수 있는 좋은 기회가 아닌가라는 측면에서 의미가 있다고 볼 수 있을 것 같습니다.

◇ 김성철: 지구의 중력을 벗어나는 것 자체가 굉장히 상당히 힘들다라고 이야기를 들은 것 같은데 지구 중력장을 벗어날 수 있는 기술을 갖고 있는 국가들이 그렇게 많지는 않죠.

◆ 김대관: 맞습니다. 주요 몇몇 우주 선진국들에 의해서 주로 독점되다시피 된 기술이고 이번에 다누리가 달에 가서 임무를 성공적으로 수행한다면 우리나라도 세계 7번째 달 탐사국이 되는 거고 달 탐사 선진국과 어떻게 보면 같이 대열에 합류할 수 있는 그런 기회가 되는 거죠.

◇ 정아영: 저희가 뉴스를 통해서도 봤습니다만 그 다누리의 긴 몸체 안에 무엇이 있는지에 대해서는 소개되는 것들이많이 없는 것 같아요. 단장님께서 말씀을 해 주신다면요?

◆ 김대관: 다누리를 간략하게 드리면 크기는 솔라어레이라고 태양 전지판을 폈을 때 제일 긴 쪽이 6m 정도 되고 나머지 두 쪽은 한 3m 정도 되는 정도의 크기입니다. 전체 무게는 678kg 정도에 해당되는 사이즈고 지금 현재 다누리에는 총 6개의 탑재체가 실려 있습니다.

◇ 정아영: 6개.

◆ 김대관: 그래서 그중에 하나는 나사가 제공한 섀도캠이라고 하는 영구음영 카메라가 되겠고요. 나머지 5개는 우리나라에서 직접 개발한 탑재체가 되겠습니다. 그래서 일단은 그 탑재체에 대한 간략하게 소개를 드리면 기본적으로 저희 항우연에서 개발한 고해상도 카메라.

◇ 김성철: 고해상도 카메라.

◆ 김대관: 달 표면을 바이 100이라고 하는 쉽게 말하면 달 표면에서부터 100km 고도에서 달을 정밀 촬영하는 그런 카메라가 되겠고요. 달 표면 영상을 통해서 저희가 2030년 초에 착륙선을 보낼 예정입니다.

◇ 김성철: 거기서 어디에 착륙선을 착륙시킬지.

◆ 김대관: 그렇죠, 후보지의 자료로 쓰일 거고요. 천문연에서 만든 편광 전선 카메라 이거 같은 경우는 세계 최초로 달 전면에 편광 영상 맵을 만들 계획이고요. 그다음에 지질자원연구원에서 지금 감마선 분광기 이 센서 같은 경우는 달에 있는 원소, 어떤 원소들이 구성되어 있는지 자원에 대한 정보를 얻게 됩니다. 또 경희대에서 만든 자기장 측정기는 달 환경 내에서의 자기장 분포 맵을 만들 예정이고요. 그다음에 전자통신연구원에서 지금 개발한 DTMPL 우주 인터넷 기술을 검증하는 탑재체가 되겠고요. 달에서 세계 최초로 우주 인터넷을 검증해 보는 그런 시험을 합니다.

◇ 김성철: 달에서 인터넷을 쓸 수 있는지 없는지?

◆ 김대관: 그걸 처음으로 시도해서 검증해 볼 계획이고요. 마지막으로 나사가 제공한 섀도캠 영구음영 카메라 같은 경우는 달의 북극 또는 남극에 있는 영구음영 지역을 촬영을 해서 얼음이 있는지 확인하는 그런 미션을 가지고 있습니다. 그래서 이 자료는 현재 지금 아시다시피 미국에서 수행하고 있는 아르테미스 유인 탐사선을 보내서 착륙 후보지 선정할 때 그 자료로 활용될 계획입니다.

◇ 김성철: 물이 있는 곳이다 그러면 사람이 한번 내려가서 직접 다리에 있는 물을 캐내 볼 수도 있다. 이런 가능성도 있겠네요.

◆ 김대관: 그 목적입니다, 사실은. 달에 사람을 보낸다는 것은 아무 데나 보낼 수 있는 건 아니고요. 사람이 거주할 수 있는 영역을 미국에서는 지금 준비를 하고 있는 거고 사람이 거주하기 위해서는 물이 있어야 되는 거고 만약에 얼음이 있다면 그 지역에서 거주할 수 있는 확률은 높아지겠죠.

◇ 김성철: 이 다누리가 싣고 가는 이 과학 장비들, 이게 국산 그러니까 한국 기술로 개발한 장비들이 많은데 우리 기술이 지금 어느 정도 수준이 되는지 이걸 검증하기 위한 겁니까 아니면 검증 정도를 넘어서서 세계에 우리가 이만큼 발전했다는 일종의 과시하는 이런 정도가 더 큽니까? 어느 정도 단계죠?

◆ 김대관: 검증은 당연히 되는 부분입니다. 아마 저희가 목표한 기간 안에 목표 궤도에서 아까 말씀드렸던 탑재체들이 성능을 충분히 발휘한다면 저희가 지금 계획하고 있는 자료들 과학적이든 기술적이든 자료들이 출력이 될 거고요. 분명히 그 과학적인 자료들은 지금 많은 나라에서 관심을 많이 가지고 있습니다, 활용을 위해서. 그래서 세계적으로도 공동연구도 지금 준비 중에 있고요. 말씀하신 것처럼 기술적 측면에서의 자립화에 대한 검증은 당연한 거고요. 그걸 넘어서서 저희 또한 과학적인 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 같이 공유할 수 있는 그런 수준까지도 올라갈 수 있는 중요한 기회가 되겠죠.

◇ 정아영: 다누리의 모습을 확인하신 분들 가운데서는 왜 위성이 이게 검은색일까라는 생각을 하시는 분들이 꽤나 계시더라고요? 이게 빨간색도 있고 흰색도 있고 색깔들은 많은데 하필 위성이 검은색으로 보이는 것인지 아니면 뭐 검은색으로만 해야 하는 것인지 이런 질문들도 있던데 답변이 뭔가요?

◆ 김대관: 주로 많이 보시면 저궤도나 정지궤도급 위성들을 많이 보시면 공통적으로 조금 노란색의 그러니까 금빛을 냅니다.

◇ 김성철: 금처럼 돼 있죠.

◆ 김대관: 그렇게 돼 있죠. 그런데 대부분 그런 형상을 색깔을 띠게 된 이유는 위성체의 체 외곽에 우주 환경을 보호할 수 있는 아주 얇은 다층 박막을 씌우게 되거든요. 그걸 MLI라고 하고 다층 박막 단열재라고도 표현을 하는데요. 그 다층 박막 단열재의 제 외곽의 색깔이 노란색입니다. 그래서 그게 노란색 또는 금빛으로 보이게 되죠. 그런데 저희 다누리 같은 경우는 체가 외곽층에 한 층을 더 추가를 했습니다. 그래서 그 층이 검은색이에요. 검은색의 이유는 그 층이 카본 탄소로 이루어져 있거든요. 그래서 저희 다누리가 특이하게 검은색으로 보이는 거고요. 저희가 카본의 층을 추가한 이유는 카본 자체가 전도성이 좋기 때문에 저희 다누리처럼 아주 심우주를 탐사하는 그런 위성들은 정기적으로 우주 환경에 노출되기 쉽기 때문에 그런 환경에서 위성체를 보호하기 위한그런 목적으로 저희가 한 층을 더 추가해서 그렇게 검은색으로 보이게 됩니다.

◇ 김성철: 이번에 다누리가 달로 간다. 뭐 해서 궤도는 어떻다 이렇게 하는 TV 뉴스도 있고 신문에서 이렇게 그림 있습니다. 그런데 아마 많은 분들이 보시면서 생각하는 게 분명히 버스를 탔을 때 이쪽 방향으로 가면 가까운데 왜 이렇게 반대쪽 방향으로 가서 휙 한 바퀴 돌아가서 절로 가지 이게 방향 잘못한 거 아니야 이런 생각도 하실 수 있을 것 같은데 이게 이유가 있다면서요.

◆ 김대관: 많이들 아시는 것 같아요. 달에 가는 방법을 설명들을 할 때 직접 가는 방식 즉 3일에서 4일 정도 특히 사람을 보내는 경우에는 방사성 노출 시간을 줄여야 되기 때문에 빠른 시간에 보내야 되기 때문에 직접 전이 방식을 쓰고 그 외에 유인이 아닌 경우는 주로 한 4주 정도 걸리는 위상전이 방식이라고 하는 방식이 있습니다. 그건 지구를 여러 바퀴 돌면서 원지점이라고 하는 궤도의 한 먼 지점을 자꾸 키워가면서 달에 근접해 가는 그런 방식을 주로 쓰죠. 그런데 저희 같은 경우는 4주가 아니라 4.5개월이 걸리는 긴 코스를 이용을 하는데요. 그 이유는 달과 지구뿐만 아니라 태양의 중력까지도 이용을 해서 쪽으로 출발하는 게 아니라 태양을 향해서 출발을 해서 다시 지구 중력과 달의 중력에 의해서 다시 돌아오는 그런 궤적을 이용하게 됩니다. 이렇게 이용을 하게 되면 가는 시간은 상당히 길어지지만 달에 진입할 때 들어가는 연료를 상당히 많이 절약할 수 있습니다. 그래서 저희 같은 경우는 일단 무게 문제가 좀 있어서 그것의 해결 방안으로 전위 궤도 방식을 이렇게 BLT라고 하는 오래 걸리지만 연료를 최소화시킬 수 있는 방안을 선택하게 됐습니다.

◇ 정아영: 지금 달 도착하기 전까지 부지런히 가고 있는 상황이지 않습니까? 중간중간 어떤 지구로 보내온 어떤 자료들이 있습니까?

◆ 김대관: 그렇습니다. 지금 아시다시피 8월 5일 발사가 돼서 지금 궤적 수동 기동이 한 두 번 성공적으로 잘 이루어졌고 현재 지금 저희가 계획했던 궤적대로 순항을 하고 있습니다. 현재 지금 거리는 한 154만 킬로 정도 떨어져 있고 아마 아시겠지만 지난 8월 26일 지구에서부터 124만 킬로 떨어진 거리에서 지구하고 달을 동시에 촬영해서 저희한테 영상을 보내왔었고요.

◇ 김성철: 그거 봤습니다.

◆ 김대관: 그 이후에도 저희가 아까 말씀드렸던 탑재체들에 대한 기능 검증이 수행되고 있고 또 일부 특수 촬영 임무가 진행 중에 있습니다.

◇ 김성철: 좀 더 구체적으로 달 궤도에 들어가서는 어떤 임무를 수행하게 됩니까?

◆ 김대관: 실제적으로 달 궤도에서는 아까 말씀드렸던 수직 방향으로 어떻게 보면 사과를 봤을 때에 사과 위 아래만 계속 보는 형태입니다. 그런데 이제 이 사과가 서 있지 않고 자전을 하기 때문에 모든 면이 다 깎이는 구조가 되겠죠. 그래서 다누리는 100km라고 하는 고도를 계속 유지를 하면서 일정한 방향으로 돌지만 자전하는 달에 의해서 모든 면을 스캐닝할 수 있는 거죠. 그래서 앞에 말씀드렸던 6개의 탑재체들이 각각 임무를 수행할 수 있습니다. 그래서 아까 말씀드린 것처럼 달 표면도 촬영하고 편광 영상도 찍고 이 편광 영상 같은 경우는 지구에서 찍을 수도 있지만 워낙 38만 킬로라고 하는 먼 거리에서 찍기 때문에 해상도가 좋지는 않아요. 특히 또 하나 문제는 달 뒷면을 바라볼 수가 없죠, 지국에서는. 그런데 이제 저희가 KPLO의 폴캠이라고 하는 카메라를 이용하면 세계 최초로 달 뒷면까지도 고해상도의 편광 영상을 찍을 수 있다는 게 장점이고요. 그리고 아까 다양한 자원에 대한 데이터 확보 그다음에 또 나나 같은 경우는 아까 말씀드린 것처럼 극지방을 항상 두 번씩 지나가니까요. 얼음이 있는 지역에 대해서 특수 촬영을 계속 진행하게 됩니다.

◇ 정아영: 그럼 다누리의 업무 수행 기간은 총 얼마나 되는 건가요?

◆ 김대관: 계획은 저희가 올 말 12월 31일까지 아까 말씀드렸던 100 바이 100 고도에 안착하는 게 목표고요. 일단 그다음부터는 달 궤도에 진입이 됐으니까 내년 23년도 1월 한 달 동안 자동차도 시험 운전하듯이 다누리도 한 달 동안 시험 운영을 합니다. 그리고 그 이후에 12월 말까지 저희가 정상 임무를 수행하게 되고요. 그 이후에 만약에 연료가 조금 남는다면 연장 임무까지도 저희 고려하고 있습니다.

◇ 김성철: 1년 동안 임무를 수행을 할 텐데 그때마다 매번 주기적으로 달의 숨겨진 모습들이 계속 공개가 될 수 있을까요. 어떻습니까?

◆ 김대관: 저는 충분히 그럴 기회가 많을 거라고 보고 아마 저희도 상당히 그런 부분에 대해서 기대가 크게 갖고 있습니다.

◇ 김성철: 그런데 우리가 옛날에 JFK 그러니까 존 F. 케네디가 미국민들한테 연설을 할 때 앞으로 10년 안에 사람을 달에 보내겠다. 이런 목적을 얘기하고 그러고 나서 이렇게 준비를 해서 실제로 달에 가지 않았습니까? 우리 같은 경우도 다누리 이 프로젝트가 상당히 오래전부터 계획이 돼서 진행이 됐을 것 같은데 지금 이게 몇 년간의 프로젝트였습니까?

◆ 김대관: 16년부터 시작을 했고요. 7년이 되는 그런 과제가 되겠습니다. 그래서 중간에 우여곡절도 있었고 사업 기간이 한 3번 정도 변경되는 어려움도 있었지만 참여하신 연구자분들하고 특히 또 나사의 협력에 의해서 중간중간에 생겼던 문제들이 많이 잘 해결이 됐고 현재는 지금 아시다시피 성공적으로 발사가 되고 달까지 지금 순항 중에 있습니다.

◇ 김성철: 다누리 발사로 우리나라도 이제 달 탐사 경쟁에 본격적인 첫발을 내디뎠습니다.

◇ 정아영: 다누리가 올 연말에 달에 안착하기까지는 아직 많은 난관이 남아 있다고 아까 말씀해 주셨습니다. 부디 다누리가 무사하게 궤도에 안착을 해서 내년 새해에는 다누리가 보내주는 달 사진을 볼 수 있기를 바라보도록 하겠습니다. 오늘 토요 포커스는 여기서 모두 마칩니다. 함께해 주신 여러분 고맙습니다.