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2022년으로 연기된 달 궤도선 발사 무엇이 달라졌나

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2022년으로 연기된 달 궤도선 발사 무엇이 달라졌나

2019.09.10 11:15
′제31회 우주개발진흥실무위원회′ 에서 문미옥 과학기술정보통신부 제1차관이 회의를 주재하고 있다. 과학기술정보통신부 제공
'제31회 우주개발진흥실무위원회' 에서 문미옥 과학기술정보통신부 제1차관이 회의를 주재하고 있다. 과학기술정보통신부 제공

애초 내년 말 예정된 한국의 달 궤도선 발사가 2022년으로 연기됐다. 


정부는 10일 세종시 과학기술정보통신부 청사에서 문미옥 과학기술정보통신부 제1차관 주재로 제31회 우주개발진흥실무위원회를 열어 ‘달 탐사 사업 주요 연구개발 계획 변경안’을 심의 확정했다. 

 

달 궤도선 발사는 이미 올초부터 감지됐다. 지난 3월 7일 개최한 제30회 우주개발진흥실무위원회에서도 달 궤도선 발사 문제가 제기됐다. 전문가들은 "달 궤도선 무게를 550kg으로 설계했지만 궤도선에 들어가는 각종 국내외 탑재체 무게를 줄이지 못하면서 달 궤도로 보내는 데 어려움을 겪고 있다"며 “발사 일정 연기의 불가피한 상황”이라고 말했다. 정부는 이런 문제를 해결하기 위해 지구 중력도움(플라이바이) 등 새로운 항행방식까지 고려했지만 결국 불가능하다는 결론이 난 것으로 알려졌다. 

 

새로 바뀐 계획에 따르면 달 탐사선은 550kg에서 678kg으로 늘어난다. 탑재체 무게를 기술적으로 더 줄이지 못하는 상황에서 무게를 줄이느라 시간을 빼지 않고 궤도선의 중량을 원래 목표보다 끌어올리겠다는 것이다.

 

한국 달 궤도선의 발사를 대행할 미국의 민간우주회사 스페이스X도 궤도선 무게를 변경해도 발사가 가능하다고 동의한 것으로 확인됐다. 스페이스X에 따르면 이 회사가 운용하는 재활용 로켓인 팰컨9은 정지궤도(GTO)에 최대 8300kg까지 화성까지 가는 탐사선의 경우 4020kg까지 쏘아올릴 수 있다. 그보다 대형인 팰컨 헤비의 경우 정지궤도에 2만6700kg, 화성까지 1만6800kg의 위성이나 탐사선을 쏘아보낼 수 있다. 

 

이런 경우 달 궤도선 설계 변경이 불가피한 상황이 발생하면서 달 궤도선 발사는 2020년 12월에서 2022년 7월로 19개월 미뤄진다. 달 궤도선 무게를 줄이지 못해 사실상 지난해 초부터 15개월 넘게 개발이 진전되지 않은데다 설계 변경에 따른 시험기간 2개월, 기상 조건과 발사장 상황을 고려해 추가한 완충 기간 2개월을 합해 19개월이 늘어난 것이다. 이번에 결정한 발사 일정에 맞추면 총 사업기간은 79개월 가량 소요되는 셈이다.

 

달에서의 운영 궤도도 바뀐다. 개발을 맡은 한국항공우주연구원은 당초 달 표면 100km 상공을 도는 궤도를 택했다. 하지만 계산 결과 이런 경우 운용 기간이 8개월로 줄어들어 1년을 맞추기 위해 원 궤도가 아닌 찌그러진 타원 궤도에서 일정기간 운영해야 한다는 결론을 내렸다. 달 표면에 가장 가깝게 날 때(근지점)은 100km, 가장 멀리 떨어질 때는 300km로 떨어져 달 궤도를 돌게 된다.타원 궤도는 달의 중력이 인공위성을 충분히 잡아당기지 못하므로 높은 고도로 올라가면서 인공위성의 속도는 줄어들었다가 다시 낮은 고도로 내려오면서 가속되어 원래의 위치와 속도로 되돌아와 타원 궤도를 형성한다. 

 

정부는 첫 9개월간은 달 탐사선은 100~300km 타원궤도로 운영하다가 3개월은 100km 원궤도를 운영하는 방안으로 변경했다. 

 

달 궤도선 개발 기간이 늘고 일정이 늦어지면서 예산도 늘어난다. 당초 정부는 달 궤도선 개발과 발사에 1978억원을 책정했다. 하지만 사업 추진 일정이 길어지고 궤도선 무게가 늘어나면서 스페이스X에 추가로 89억원을 내야하는 상황이 됐다. 이를 포함해 사업기간이 늘고 설계 변경에 따른 달 궤도선 발사에 추가로 들어가는 비용은 167억원이 넘을 것으로 분석됐다. 

 

달 탐사 사업은 무리하게 일정을 앞당겨 추진하다가 일정이 자주 바뀌었다. 박근혜 정부가 2020년까지 달에 태극기를 펄럭이겠다는 계획을 내놓으면서 당초 2025년이던 궤도선과 착륙선의 발사 일정을 앞당겼다가 달 궤도선 개발부터 계획보다 늦어지면서 달 궤도선 발사 일정이 2020년으로 변경됐다. 달에 착륙선과 로버(탐사로봇)를 보내는 계획은 한국형 발사체의 개발 상황을 고려해 2030년까지로 발사 일정을 늦췄다. 달 궤도선은 올해 상세설계를 마치고 전기장치 지상검증을 추진한다. 
 

개발 중인 한국형 달탐사선 1단계의 모습. 궤도선 발사가 2022년으로 연기됐다.
개발 중인 한국형 달탐사선 1단계의 모습. 궤도선 발사가 2022년으로 연기됐다. 

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