우리나라의 첫 달 탐사 궤도선 '다누리'(KPLO·Korea Pathfinder Lunar Orbiter)가 5일(이하 한국시간) 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 성공적으로 발사됐다.

달로 가는 1차 관문을 통과한 다누리는 올해 12월 31일 달 상공의 임무 궤도에 안착하기 위해 5개월간 항해한다.

과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국항공우주연구원(항우연)에 따르면 다누리는 이날 오전 8시 8분 48초 미국 민간 우주개발업체 스페이스X의 팰컨 9 발사체에 실려 발사됐다.

이어 발사 약 92분 후인 오전 9시 40분께 호주 캔버라 지상국과 첫 교신에 성공했다. 오후 2시 기준으로 다누리는 목표했던 궤적('달 전이궤도')에 성공적으로 진입한 것을 확인했다고 과기부 등은 밝혔다.

다누리가 계속 순항해 달 100km 상공의 '임무 궤도'에 도착하면 우리나라는 달에 탐사선을 보낸 세계 7번째 국가가 되며, 1992년 첫 자체 인공위성 '우리별 1호' 후 30년만에 지구-달의 거리 이상을 탐사하는 '심우주 탐사'의 첫걸음을 내디딘다.

다누리는 2013년에 프로젝트 착수가 이뤄졌으며, 예비타당성 조사를 거쳐 2016년 '달 탐사 1단계 개발 계획'의 일환으로 국가우주위에서 의결돼 사업이 진행돼 왔다. 올해 말까지 총 2천367억원이 투입된다.

◇ 오전 8시 8분 발사 후 초기 과정 순조롭게 진행중

이날 항우연이 다누리 관제실에서 스페이스X사로부터 받은 분리 속력과 분리 방향 등 정보를 분석한 결과 다누리는 발사체로부터 정상적으로 분리돼 목표한 궤적에 진입했다.

다누리는 이날 오전 8시 48분께 고도 약 703㎞ 지점에서 팰콘9 발사체에서 분리됐으며, 분리 때 속도는 약 초속 10.15km였다.

이어 항우연 연구진은 오전 9시 40분께 호주 캔버라에 있는 미 항공우주국(NASA)의 심우주 안테나를 통해 다누리와 처음으로 교신했으며, 위성 상태에 관한 데이터를 수신했다.

수신된 위성 정보를 분석한 결과 다누리의 태양전지판이 전개돼 전력생산을 시작했고 탑재컴퓨터를 포함한 장치들 사이에 통신이 원활히 이루어지고 있는 것으로 나타났다. 각 장치의 온도도 표준범위에 드는 등 다누리가 정상적으로 작동하고 있다.

이제 다누리는 향후 약 4개월 반 동안 태양과 지구 등 천체의 중력을 이용해 항행하는 '탄도형 달 전이방식'(BLT·Ballistic Lunar Transfer) 궤적에 따라 이동한다.

지구에서 약 38만km 떨어진 달로 곧장 가지 않고 태양 쪽의 먼 우주로 가서 최대 156만km까지 거리를 벌렸다가, 나비 모양(∞) 궤적을 그리면서 다시 지구 쪽으로 돌아와서 달에 접근하는 방식이다.

이 궤적은 미국과 일본 등이 성공한 적이 있지만 기술 난도가 상당히 높기 때문에 드물게 시도됐다. 하지만 연료 소모를 획기적으로 줄여 임무기간을 늘릴 수 있다는 장점이 있어 다누리에 채택됐다.

김성훈 항공우주연구원 위성연구소장은 이날 브리핑에서 "우리가 처음 해 보는 것이고, 시간이 오래 걸리는 것이기 때문에 (궤적 설계에) 많은 어려움이 있었다"며 "우리 연구진들이 직접 해외에 나가서 배우기도 하고 직접 연습도 해보느라 밤새면서 했던 것이 제일 기억에 남는다"고 말했다.

◇ 달까지 끊임없이 궤도 수정…"연구진이 24시간 다누리 지켜볼 것"

항우연 연구진들은 달 궤도에 근접할 때까지 9번의 추력기 작동을 통해 방향을 조정해 적절한 궤적으로 다누리를 운영한다.

첫 기동은 발사 이틀 후인 8월 7일 오전 10시께 이뤄질 것으로 예상된다.

김 소장은 "24시간 우리가 다누리를 지켜보고 레인징(조정)을 하면서 위치가 어딘지 계속 추적할 것"이라고 했다. 이후 다누리는 연료 소비를 최소화하기 위해 태양과 지구 중력이 균형을 이루는 지점인 '라그랑주 L1 지점'(지구와 150만㎞ 거리)을 향해 이동한다.

이 지점에 이르는 9월 2일께 다누리의 속력은 초속 0.17㎞ 수준으로 상당히 느려진 상태가 된다. 연구진은 이때 추력기를 작동해 지구 쪽으로 다누리의 방향을 돌리고, 다누리가 지구의 중력에 서서히 끌려 돌아오도록 한다.

다누리가 궤적을 따라 이동하는 과정에서 연구진이 오차를 보정하며, 필요에 따라 조금씩 세밀한 조정을 할 수도 있다.

다누리는 12월 16일께 달 주변을 도는 궤도에 투입되며 그 후로도 약 보름간 대여섯 차례의 감속기동을 거쳐 달에 더 접근한다.

다누리가 올해 12월 31일에 목표 궤도인 달 상공 100㎞에 진입한 뒤 임무 수행을 시작하면 비로소 '성공'이 확인된다.

임무 수행 시기는 2023년 1월 1일부터 12월 31일까지로 계획돼 있으며, 남은 연료의 양에 따라 단축되거나 연장될 수 있다.

오태석 과기정통부 1차관은 이날 브리핑에서 "달 궤도에 진입하고 안착하는 과정이 중요하고, 긴장의 끈을 놓지 않고 우리 쪽이 지켜보고 관제를 해야 된다"며 "매 순간, 순간이 다 중요한 순간"이라고 말했다.

그러면서 "앞으로 다누리의 성공까지는 많은 여정이 남아 있지만, 오늘 달을 향한 첫걸음을 성공적으로 내디딜 수 있어 매우 기쁘게 생각한다"고 밝혔다. (서울=연합뉴스)