스마트폰 위성·원자력 전지… 미래 자원 찾아 ‘문 리버’에 띄운다
“한 인간에게는 작은 발자국이지만 인류에게는 위대한 도약이다.”
1969년 7월 16일 닐 암스트롱과 버즈 올드린, 마이클 콜린스를 태운 아폴로 11호는 미국 플로리다 케이프커내버럴 케네디 우주센터에서 발사됐다. 7월 20일 선장 암스트롱은 인류 최초로 달 표면에 발자국을 남기며 이 유명한 말을 했다. 이후 1972년 12월 11일 아폴로 17호의 달 착륙을 마지막으로 달에 발을 디딘 사람은 더이상 없다.
대중의 관심은 줄어들고 유인 우주선 발사에 드는 비용은 천문학적이라는 이유로 외면했던 달 탐사에 대해 최근 미국과 러시아, 중국, 일본 등 우주 선진국들이 다시 관심을 갖고 있다. 최소 1900억원의 예산이 투입돼야 하는 달 탐사에 주요국이 다시 주목하는 이유는 뭘까. 한국항공우주연구원 조광래 원장은 “달 탐사 준비 과정에서 첨단 기술들이 대거 개발되는데 이 가운데 민간부문으로 확산(스핀오프)되는 것들이 상당하다”며 “달에는 미래 자원으로 불리는 희토류 같은 것들도 많은 것으로 알려져 있는 만큼 미래 세대에게 경제적 효과를 물려준다는 차원에서 투자가치가 높다”고 설명했다.
●미래 자원·우주의 기원 ‘두 토끼 잡기’
현재 달에 궤도선을 쏘아 올린 국가는 미국과 러시아, 유럽, 일본, 중국, 인도뿐이다. 미국과 러시아를 제외하고 지금까지 달 착륙선을 보낸 나라는 2013년 ‘창어 3호’를 쏜 중국뿐이다.
심(深)우주 탐사와 함께 달 탐사는 우주 프로젝트를 계획하고 있는 나라들의 핵심목표 중 하나다. 많은 나라들이 달 탐사를 시도하는 이유는 과학소설에서 등장하는 것처럼 거주 목적이 아닌 달의 자원분포 파악과 우주의 기원에 대한 호기심 때문이다.
달 탐사 계획에서 가장 앞선 나라는 미국이다. 미국은 1972년 아폴로 프로젝트가 끝난 지 반세기 만인 오는 2020년까지 다시 달에 사람을 보내고, 2025년에는 달 표면에 유인기지를 건설하겠다는 계획을 세우고 있다.
중국도 2020년에 유인 우주실험실을 만들고, 2025년에 유인 달 탐사선 발사를 준비하고 있다. 일본도 2018년에 달 착륙선 ‘셀레네 2호’를 발사하고 2025년에 달에 사람을 보내겠다는 계획을 세우고 있다. 러시아와 유럽, 인도 등도 달 탐사 계획을 준비하고 있는 것으로 알려져 있다. 우리나라 역시 2018년 12월 달 궤도 위성 발사를 시작으로 2020년 달 착륙선 발사를 계획하고 있다. 현실성 있는 달 탐사 프로젝트를 진행하고 있다는 평가를 받고 있는 우리나라는 2018년 1단계 계획만 성공하더라도 달 탐사에 성공한 세계 7번째 나라로 이름을 올릴 수 있게 된다.
●‘우주인터넷’ 등 한국형 융합연구 성과 기대
한국항공우주연구원과 15개 정부출연연구기관은 지난 1년 동안 수행한 달 탐사 기초연구 성과를 공개하는 ‘한국형 달탐사 융합연구 및 우주핵심 기초연구 성과발표회’를 지난 20일 열었다. 이 자리에서는 달 탐사선 융합기술, 탑재체 기반연구, 지상국 및 로버(달탐사선) 등 달 탐사에 필요한 핵심기술들이 공개됐다.
우리나라는 2018년까지 미국항공우주국(NASA)의 도움으로 달에 시험용 궤도선을 보낼 계획이다. 2020년에는 우리 손으로 만든 한국형 발사체(KSLV2)에 달 궤도선과 달 착륙선을 실어 보내는 방안을 추진 중이다. 2018년 발사될 시험용 달 궤도선은 무게 550㎏으로 1년 동안 달의 100㎞ 상공을 돌며 우주인터넷과 달 탐사용 관측장비를 시험한다.
우주인터넷은 지구와 달 궤도선, 착륙선, 탐사용 로버 사이의 원활한 통신을 위한 필수 기술이다. 이를 위해 지름 26~34m 크기의 심우주네트워크(DSN) 안테나가 2018년 국내에 설치된다.
또 우주인터넷을 실험하기 위해 안드로이드 스마트폰을 탑재체로 하는 ‘미니 위성’(폰샛) 계획도 진행 중이다. 폰샛은 NASA에서도 시도해보지 않은 기술이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 이병선 위성시스템연구실장은 “안드로이드 스마트폰에는 고성능 프로세서가 들어가 있어 웬만한 과학위성 기능을 충분히 수행할 수 있을 정도”라며 “폰샛은 달 궤도에서 지상사진을 찍고 우주인터넷 품질을 실험하는 임무를 맡게 된다”고 설명했다.
●원자력 전지·탐사선 보호 소재기술도 개발
폰샛뿐만 아니라 극한의 우주환경에서 탐사선과 착륙선에 원자력으로 전력을 공급하는 기술도 국내 최초로 개발되고 있다. 한국원자력연구원과 한국전기연구원, 현대자동차는 영하 180도 이하 환경에서 2주간 햇빛을 받지 못해도 전기를 안정적으로 공급할 수 있는 원자력 전지를 개발 중이다. 방사성 물질인 ‘스트론튬90’과 ‘이트륨90’에서 발생하는 붕괴열을 전기로 바꾸는 원자력 전지는 달 궤도선과 착륙선, 로버의 전원 공급에 활용된다.
전북대와 서울대 연구진은 달 탐사선이 발사 과정에서 폭발하거나 달 귀환선이 대기권을 들어오는 과정에서 타버릴 경우 원자력 전지 폭발을 막기 위한 보호소재를 개발 중이다. 우주선이 대기권으로 재진입할 때 외부 온도가 수천 도까지 올라가기 때문에 이 상황에서도 버틸 수 있는 소재를 찾는 것이다.
최기혁 항우연 달탐사연구단장은 “달 탐사를 위해 개발되는 소재와 에너지 기술은 대부분 해외에서 이전을 꺼리는 전략기술이기 때문에 향후 우주개발과 국방안보는 물론 무인기나 전기차 등 산업 분야에도 파급효과가 클 것”이라고 말했다.
유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
