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주식 심화론

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다누리, 전이궤도 진입 성공...뉴스페이스시대 열릴까?

[TomatoTV 2022-08-05]

▶주식심화론
진행 : 권미란
장영근 교수(한국항공대학교)
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[우주를 다 누리고 오라! 다누리, 뉴스페이스 시대 열까?]
Q. 달 궤도선이란?
- 달 탐사를 위한 방법으로 달 궤도
(낮은 고도, 다누리 100km 고도/ 미국의 Grail 궤도선 55km 고도)
주위를 선회하며 달 표면에 대한
영상촬영, 지질 및 자원탐사, 우주환경 연구(자기장 측정) 등
달에 대한 각종 정보를 획득하기 위한 비행체

Q. 다누리 발사가 가진 의의는?
- 우주강국의 전유물이던 우주탐사(달 및 화성) 참여
- 2019년에 이스라엘 민간주도의 달 착륙선 베레시트가
달 궤도에 진입한 후 착륙에 실패...
→ 정부 주도의 달 궤도선으로 성공 시 세계에서 7번째
- 달 남극의 음영지역 촬영을 위해
고감도의 ‘섀도캠’ 카메라를 탑재
처음으로 미국 NASA와 위성 하드웨어 협력

Q. 직로 아닌 4배나 먼 경로로 우회하는 이유는?
- 달 궤도까지 도달하는 데 위성체 연료 소모 최소화
(최대 30% 절약)
- BLT - Ballistic Lunar Transfer
탄도형 달 전이 방식
유사 탄도형 궤적을 그리며, 지구, 태양 및 달의 중력을 이용
연료 소모를 최소화하면서 달 궤도에 도달하는 방식
미국의 달 궤도선 Grail이 이 방식으로 달 궤도에 안착하여 임무 수행

- 지구와 태양 사이의 라그랑주 포인트(L1) 및
지구와 달의 라그랑주 포인트(L2)를 지나
최소에너지로 궤적 전이 수행
- 지구에서 발사하는 일정과 상관없이
달 궤도에 도착하는 하는 날은 12월 16일로 고정

- 4개월 10일 동안 최대 3~4차례의 궤적보정기동(TCM Trajectory Correctionaneuver) 및 달 궤도진입기동(LOI Lunar Orbit Injection)을 통해 12월 16일 달 궤도에 진입, 이후 궤도속도를 줄이면서 5차례의 궤적수정기동을 통해 임무궤도인 100km의 원궤도에 안착

Q. 내년부터 1년간 달 탐색, 예정된 임무는?
- 다누리에는 총 6개의 탑재기기가 탑재
- 섀도캠, 아르테미스 프로그램 유인탐사 후보지로 알려진
남극의 영구음역지역 촬영
- 항우연의 고해상도카메라는 2030년 발사하는
한국의 달 착륙선 착륙 후보지를 정하기 위한 정보수집
- 우주인터넷 장비는 우주에서 실시간으로
메시지, 동영상 등을 지구로 전송
- 그 외 달 주위의 자기장 측정, 감마선 분광기,
광시야 편광 카메라 탑재

Q. 세계 최초로 지구와 우주인터넷 통신시험도 수행?
- 우주인터넷 장비를 탑재하여
실시간으로 메시지, 파일, 동영상 등을 지구로 전송
- 우주에서 BTS '다이너마이트‘ 뮤직비디오 송출 계획

Q. 지난 해 미국 주도 '아르테미스' 프로젝트 합류, 우주자원 개발의 서막?
- 아르테미스, 미국 주도 국제 유인 달탐사 프로그램
- 미국이 아폴로 17호 종료 후 50여년 만에
달에 우주인을 보내는 프로젝트
현재까지 한국을 포함해 총 12개국의 참여 서명
- 협정서에는 ‘평화적인 목적을 위해 달, 화성, 혜성, 소행성의
민간탐사 및 활용을 위한 기본 협력’이라는 부제 포함
- 미국 주도의 새로운 우주개발 질서 구축이라는 의구심
중국은 러시아와 우주협력 추진
- 희토류 및 헬륨 3 등 우주자원 추출·활용 명시

Q. 바닥난 지구자원, 무한한 우주자원 채굴로 해결하나?
- 미국과 유럽, 중국 등에서는 달 표면에 부존하는
알루미늄, 철, 티타늄, 마그네슘 등의 물질에서
헬륨-3를 추출하는 방법을 연구 중
- 헬륨-3, 바닷물에 풍부한 중수소와 핵융합을 시키면
엄청난 에너지 생산이 가능
- 1g의 헬륨은 석탄 40톤에 해당하는 에너지를 창출
달에는 100만톤 정도의 헬륨-3가 매장된 것으로 추정
- 달에는 반도체, 디스플레이 등을 만들 때 사용되는
희토류가 풍부하게 매장...지구 대비 10배 이상 추정
- 아직 경제성에 대한 평가 결과는 없지만
자원 무기화에 대비하여 채굴 관련 연구 진행

Q. NASA 개발 '섀도캠' 탑재...유일한 외산 탑재체, 이유는?
- NASA 섀도캠은 유인 달탐사 아르테미스 임무수행 시
착륙지역의 지형학적 특성 및 물과 자원과 관련한 정보 확인
- NASA 섀도캠 탑재 대신 NASA는 심우주 통신 지원 활동

Q. 우주탐사 시대 개막 기대감▲, 선진국 대비 국내 기술 수준은?
- 달 궤도선인 다누리를 개발하기 위해서는
지구궤도 위성체 기술의 활용이 가능하나,
장기간의 우주비행을 통해 방사선을 견딜 수 있는 부품 사용 必
→ 궤적 보정이 가능한 30N급의 고추력 추력기 새로 개발
- 지구에서 달 궤도 진입을 위해서는
새로운 임무궤적 설계와 임무운용 고려

Q. 이틀 연기된 발사 계획, 독자적 발사체 개발 절실?
- 다누리의 특수한 궤적은 발사날짜와 상관없이
달 궤도에 진입하는 날짜는 고정
→ 발사 연기로 임무수행에 어려움이 있는 것은 아님
- 일반적으로 달 탐사같은 우주탐사 위성은
독자발사체를 보유한 국가에서 주로 발사
- 하지만, 향후에는 민간에서도 많은 달 탐사위성 발사 계획
→ 저비용 상용발사체에 의한
달 탐사위성 발사기회가 많을 것으로 판단
- 우리나라는 2030년에 국내 개발하는
차세대 발사체를 이용하여 달 착륙선을 발사할 계획
→ 차세대 발사체 개발사업은 예비타당성 조사 예정

Q. 다음 목표는 '자력 달 착륙', 가능성은?
- 달 착륙선, 달 궤도선에 비해 높은 난이도의 기술 필요
- 2019년 4월에 이스라엘의 민간 달 착륙선인 베레시트는
달 궤도 진입에는 성공...착륙 시도하다 추락
- 동년 9월 인도의 달 착륙선 찬드라얀 2호는
착륙과정에서 교신이 끊겨 실패
- 달 궤도선인 다누리의 개발 및 운용 경험을 통해
달 착륙선도 앞으로 8년이라는 기간 동안
무난히 개발할 것으로 판단