우리나라가 드디어 ‘세계 7대 우주 강국’의 반열에 올랐다. 국민 누구나 어린 시절에 ‘푸른 하늘 은하수 하얀 쪽배’라고 노래하던 달나라의 100㎞ 상공 임무 궤도에 우리나라의 첫 달 탐사선 다누리호가 안착하여 하루 12번, 2시간마다 달을 한 바퀴씩 돌면서 ‘계수나무 아래 토끼 한 마리’를 찾아 나선 것이다.

지난해 8월 5일 지구를 떠나 145일, 자체 에너지를 절약하기 위해 다섯 달 가까이 태양과 지구와 달의 중력을 이용하여 7백만㎞의 머나먼 우주 항해를 하다가 연말인 12월 27일 달 임무 궤도에 안착한 다누리는 그 기념으로 달 표면 지평선 위로 떠오르는 지구 사진을 보내왔다. 목적지 도착 첫 증명사진인 셈이다.

▲ 달나라 지평선의 ‘지구돋이’. 우리나라의 첫 달 탐사선 다누리호가 지난해 12월 24일 달 궤도를 선회하면서 344㎞ 상공에서 찍은 ‘지구돋이’ 모습이다. 태양 빛을 반사하여 빛나는 지구의 얼굴과 햇빛을 받지 못해 어둑어둑한 달 표면이 대조적이다. 달 지표면 여기저기에 음푹 파인 운석충돌구(크레이터)가 선명하게 보인다. 흑백사진으로 촬영됐다. <한국항공우주연구원 제공>  © 내외신문

이 사진은 지구인들이 흔히 구경하던 ‘해돋이’이나 ‘달돋이’ 사진과는 사뭇 다르게 감동적인 ‘지구돋이’ 사진이어서, 2023년 1월 3일 새해 벽두에 이 사진을 처음으로 구경한 우리나라 사람들을 그야말로 감격의 도가니에 몰아넣었다. 달나라가 우리에게 성큼 가까워졌음을 직접 체감한 것이다.

이제까지 달에 직접 사람이 발을 디디거나 달 궤도에서 달 탐사를 해본 나라 또는 국가연합은 미국 러시아(옛 소련) EU 중국 인도 일본 등 6곳뿐 이어서 우리나라는 명실상부하게 ‘7대 우주 강국’으로 등장했다

‘지구돋이’ 사진은 1968년 미국의 달 탐사 우주선 아폴로8호가 달 궤도에서 찍어 지구로 보낸 게 처음인데, 이번의 다누리호 사진은 그때의 아폴로호 사진과 매우 흡사하다. 아폴로8호가 찍은 ‘지구돋이’ 사진은 지구를 벗어나 우주로 향하는 지구인의 꿈과 염원을 상징하는 쾌거로 찬사를 받았었다.

이번에 공개된 사진은 지난해 12월 24일 달 상공 344㎞에서 촬영한 것과 12월 28일 달 상공 124㎞ 상공에서 찍은 것, 그리고 올해 1월 1일 117㎞ 상공에서 포착한 것들이다. 다누리에 탑재된 고해상도카메라(LUT1)가 촬영한 것으로서 달 지표면에 움푹 파인 운석충돌구(크레이터) 및 화산 분화구들과 지구의 모습이 선명하게 포착됐다.

▲ 지난해 12월 27일 다누리호가 달 상공 100㎞ 일대 임무 궤도에 안착한 뒤 하루 지난 28일 달 상공 124㎞에서 포착한 ‘지구돋이’ 사진. 지구 정면 달 지표면에 커다랗고 깊게 파인 운석충돌구(크레이터) 여러 개가 선명하게 나타난다. <한국항공우주연구원 제공>  © 내외신문

다누리는 앞으로도 달 표면을 지속적으로 촬영해 우리나라가 2032년에 달에 보낼 계획인 착륙선의 착륙 후보지 선정에 활용할 예정이다. 달 표면을 촬영하는 임무 목표를 지닌 LUT1은 순전히 우리 기술로 완성됐다.

총중량 678kg, 크기 2.14m x 1.82m x 2.19m인 다누리에는 천문연구원의 편광 카메라, 지질자원연구원의 감마선 분광기, 경희대의 자기장 측정기, 전자통신연구원의 우주 인터넷 장비 등도 실려 있다. 이 장비들은 2030년 달에 착륙할 착륙선의 탐사 후보 지역 선정, 달 자원 탐색 등에 활용될 예정이다. 앞으로 다누리호가 수행할 과제 중에는 달에서 문자와 파일 동영상을 전송하는 우주 인터넷 시험이 포함돼 있는데 성공하면 세계 최초의 ‘행성 간 인터넷 통신’이 된다고 한다.

다누리가 지구를 벗어나기 위해서는 미국 우주산업체 스페이스X의 발사체 힘을 빌렸지만, 달로 가는 궤적 설계부터 탐사선 탑재 과학기술 장비 및 운용 과정들은 국내 기술진의 작품이다. 한국항공우주연구원 기술진이 4개월 넘게 궤적 수정 작업을 통해 오차가 거의 없이 목표 궤도에 탐사선을 안착시킨 것은 우주 선진국들조차 놀라게 한 고난도 작업이었다.

▲ 지구는 태양을 돌고, 달은 지구를 돈다. 그래서 지구와 달은 태양을 함께 공전한다. 다누리호가 지구를 떠난 지 50일 된 지난해 9월 24일 달이 지구를 돌고 있는 모습을 연달아 포착한 사진들. 이날 11시 40분쯤 지구의 좌상 쪽에 있던 달이 3시간 지난 14시 40분에 지구 오른쪽까지 이동했음을 알 수 있다. <한국항공우주연구원 제공>  © 내외신문

다누리호의 성공으로 한국도 지구 궤도 너머의 심(深)우주 탐사 대열에 동참하게 됐다. 한국은 인공위성, 우주 센터, 우주 발사체라는 우주산업 3대 핵심 기반을 모두 확보했다. 아직 우주 진출 선진국들에 비해 경쟁력은 크게 뒤지지만, 이번 달 궤도 안착을 계기로 달을 넘어 화성으로 가는 길까지 쾌속 질주할 태세이다.

앞으로의 우주 개발 경쟁에서 달의 선점은 결정적 관건이 될 것이다. 달은 지구에 비해 중력이 약해 적은 연료로 로켓을 발사할 수 있어 화성을 비롯한 다른 행성 탐사의 전초 기지 역할을 할 수 있다. 달은 희토류, 헬륨-3, 티타늄 등 지구에 부족한 희귀 광물이 다량 묻혀 있는 자원의 보고이기도 하다. 이미 미국과 중국 사이에 보이지 않는 달 영토 경쟁도 뜨겁게 가열되고 있다. 

OECD(경제협력개발기구)는 우주 산업 규모가 2020년 4400억 달러에서 2040년 27조 달러(3경5000조원)로 20년 이내에 60배 가량 커질 것으로 보고 있다. 경제뿐만이 아니고 우주는 각국 안보의 주요 수단이 되고 있다. 우주에서 정찰하고 감시하고 타격하는 시대가 곧 올 것이 뻔하다. 그래서 미국과 중국의 우주 패권 경쟁에다가 각국의 각축전이 더해지는 상황이다.

▲ 지난해 8월 5일 지구를 떠난 다누리호는 자체 에너지를 절약하기 위해 태양과 지구와 달의 중력을 이용하는 방식의 멀고 먼 우주 항해를 했다. 먼저 태양 쪽으로 진로를 잡아 태양과 지구의 중력 평형점(라그랑주점)까지 갔다가 방향을 거꾸로 잡아 지구와 달 쪽으로 되돌아왔다. 달 가까이 와서는 4차례의 궤도 수정 작업을 거쳐 우주 항해 145일만인 12월 27일 100㎞ 상공 임무 궤도에 안착했다. <자료:한국항공우주연구원>   © 내외신문

한편, 웬만한 우주선이 곧바로 가면 38만㎞, 5일 안에 갈 길을 다누리호는 자체 에너지를 절약하려고 ‘탄도형 달 전이’ 방식으로 우주를 돌고 돌았다. 먼저 태양 쪽으로 갔다가 태양과 지구의 중력 평형점인 ‘라그랑주 지점’에서 방향을 돌려 지구와 달 쪽으로 되돌아오고, 다시 달 상공에서 여러 차례 궤도를 바꾸어 임무 궤도에 안착했다.

이번의 다누리호 발사에는 미국의 발사체가 이용되었지만, 한국은 자체 발사체 개발에 박차를 가하고 있다. 지난해 6월 2차 발사에 성공한 발사체 ‘누리호’는 올해 4~6월 중에 3차 발사가 추진된다. 다누리호는 달 탐사선이고, 누리호는 우주선 발사체이다. ‘다누리’는 명사 ‘달’과 동사 ‘누리다’의 합성어이다.