128kg의 다이어트로 목숨을 걸었던 과학자들 … 달 궤도 선 이야기[과학을 읽다]

[아시아경제 김봉수 기자] 한국 최초의 우주 탐사 프로젝트 인 달 궤도 선 발사가 바람을 피우고 있습니다. 과학 기술 정보 통신부는 1 일 탑재체 및 본체 개발이 거의 완료됐으며 2022 년 8 월 달 탐사 궤도 선 발사에도 문제가 없다고 1 일 밝혔다. 달 궤도 선의 구체적인 임무를 밝혔습니다. 인류 역사상 처음으로 달 표면의 패턴과 변화의 원인을 분석하기 위해 편광 된 이미지가 촬영되었습니다. 또한 NASA의 ShadowCam은 2024 년 두 번째 달 착륙 프로젝트 인 Artemis의 스카우트 역할을합니다. NASA가 달의 극지방을 촬영하여 Artemis 프로젝트의 착륙 지점을 선택할 계획이기 때문입니다. 이 카메라를 통해 영구적 인 그림자 영역의

이 프로젝트는 마치 바람 속에있는 것처럼 꾸준하게 진행되고 있지만, 달 탐사 계획은 2007 년 시작된 이래 지난 10 년 동안 수많은 우여곡절을 겪었습니다. 정치 초안, 기술적 어려움, 외국과의 협력 문제 제도, 내부 갈등 등은 온갖 어려움을 겪고 있습니다.

첫 번째 달 탐사 프로젝트가 직면 한 장애물은 정치적 초안이었습니다. 원래 한국의 독자적인 달 탐사 계획은 2007 년 노무현 정부에 의해 수립되었습니다. 당시 한국 항공 우주 연구원 등 전문가들의 의견이 담긴 장기 프로젝트였으며 2020 년 달 탐사 궤도 선, 2025 년 달 착륙선 발사를 시작했다. 수준과 예산을 고려한 일정이었다. 한국의 관련 기술 및 인적 자원. 그러나 2013 년 박근혜 정부가 출범하면 이러한 계획은 3 ~ 5 년 정도 앞당겨진다. 2017 년 달 궤도 선 발사, 2020 년 달 착륙선 발사로 수정 될 예정이다. 박근혜 대통령의 대선 공약에 따른 조치였다.

이 계획은 현장 연구원과 엔지니어의 엄청난 반대에 직면 해 있습니다. 시간표에 맞지 않는 무리한 계획이었다. 결국 기술적 인 문제로 달 탐사 일정이 다음날 지연되었고 문재인 정부는 2020 년 12 월에 처음으로 달 궤도 선을 연장했고, 달 착륙선은 2030 년 이내에 연장했다. 2030 년 내 달 착륙선 발사 일정이 확정되었습니다.

두 번째 장애물은 기술적 과제입니다. 그 ‘무게’가 주인공입니다. 처음에는 달 탐사 궤도 선이 동시에 개발을 시작한 한국형 발사대 ‘누리’를 통해 우주로 발사 될 계획이었습니다. 문제는 누리의 최대 적재 중량이 1.5 톤에 불과하다는 것입니다. 그래서 연구원들은 달 궤도 선의 무게를 550kg 미만으로 줄이려고했습니다. 자체적으로 현상금을 걸고 무게를 줄이려고 노력했지만 결국 기술적 한계에 부딪혀 실패했습니다. 현재 달 궤도 선의 무게는 678kg으로 목표보다 128kg 더 큽니다.

궤도 선이 무거워지면서 2019 년 9 월 달 탐사 프로젝트 전체가 조정되었습니다. 발사체는 누리가 아닌 미국 민간 우주 회사 인 SpaceX의 Falcon 9로 변경되었습니다. SpaceX에 지불 할 예산이 늘어남에 따라 총 비용은 1,980 억원에서 200 억원 이상 증가했습니다.

적재물의 무게 증가는 또 다른 심각한 문제를 야기합니다. 이는 연료 소비가 증가하여 추적기의 수명에 문제를 일으키기 때문입니다. 이에 따라 사고 방지 과학자들은 정원에서 1 년 동안 100km 궤도를 도는 원래 목표를 수정하고 있습니다. 달에 가까울 때는 100km, 공중에서는 300km를 9 개월간, 지난 3 개월 동안은 100km의 하늘 정원 궤도를 통과하는 타원 궤도를 운행하는 것이 계획이었다. 1 년의 운영 기간이라는 원래 목표를 달성하는 것은 장애물이었습니다.

그러나 이와 같은 계획 변경은 또 다른 장벽에 직면 할 것입니다. NASA가 항의했습니다. NASA는 정원 궤도는 극지방의 표면 만 포착 할 수 있지만 3 개월 동안 충분한 정보를 얻을 수 없으며 원래 정원 궤도를 1 년 동안 운영해야한다고 주장했습니다.

결국 논란 끝에 항우연과 NASA는 1 년의 정원 궤도 운영 목표를 달성하기 위해 가능한 한 연료 소비를 줄이는 방식으로 달 궤도에 진입하는 방식을 변경하기로 합의했습니다. 특히 한국 연구진은 위성이 긴 타원 궤도로 지구를 여러 번 공전 한 후 달 궤도에 진입하는 방법 인 위상 궤도 전이 방법 (Phasing Loop)을 선택했습니다. 한 달 정도 걸리며 일본과 인도가 이미 성공한 안정적인 방법입니다.

그러나 NASA는 ‘약한 안정성 경계 (WBS) 방법’으로의 변경을 주장합니다. 이 방법은 지구, 달, 태양의 중력장을 사용하여 달 궤도에 접근합니다. 시간이 조금 더 걸리지 만 연료 소비를 최소화 할 수 있습니다. 그러나 최근 미국의 달 중력장 탐사 임무 인 Grail은 성공했지만 충분히 검증되지 않은 점에서 다소 위험한 방법이다. 어쨌든 양국의 과학자들은 작년에 WBS 방법을 구현하는 데 동의했습니다. 미국이 성공의 노하우를 가능한 한 한국에 전수하겠다는 전제입니다.

달 궤도 선의 개발은 또한 수많은 내부 갈등을 경험했습니다. 대표적인 사례는 반 우연이 궤도 선의 무게를 줄이지 못한 이후 정부가 2019 년 1 월부터 5 월까지 달 탐사 프로젝트 연구자들에게 1 억 3 천만 원의 인센티브를주지 않은 사례 다. 반 우연 연구원들은 지난해 초 지급해야 할 정상적인 연구 수당이라고 ​​주장하며 임금 체불 소송을 제기했으며 재판이 진행 중이다.

반면 정부는 당시 달 탐사 사업이 늦어 졌을 때는 별도의 조직을 통해 사업을 점검했고 그 기간 동안 연구 활동이 없었기 때문에 인건비를 지불 할 수 없었다고 밝혔다. 항우연은 그 기간 동안 자신의 임금을 냈지만 인센티브를 해결하지 못한 것은 화재였다. 과학 기술 정보 통신부 책임 부서와 실무자 항우연 간의 갈등도 계속되고있다. 지난 3 년간 임기를 마친 항우연 전 대통령, 임철호 전 대통령은 지난해 말 과학 기술 정보 통신부로부터 해임 통지를 받았다.

어쨌든 한국의 자체 달 궤도 선 발사 준비가 잘되어 있고 내년 8 월 발사 될 예정이다. 우여곡절을 통한 달 탐험은 한국의 대외적 위상을 높이고 국가적 자부심을 불러 일으킬 것입니다. 또한 향후 진행될 본격적인 우주 개발을 통한 자원 확보, 소행성 및 화성 탐사, 안전 보장 등 국익을 직접적으로 이끌어 갈 것입니다. 태아기 전투를 모두 겪은 달 탐사 궤도 선이 앞으로도 계속 순항하기를 바랍니다.

김봉수 기자 [email protected]