‘달에 기지를…’ 다시 불 붙는 달 탐사 경쟁

달을 향해 날아가고 있는 무인 달 탐사선 `라디' 상상도. 10월6일 달 궤도에 진입할 예정이다. NASA 제공

30여년만에 다시 잇단 탐사 추진
2020년대엔 달 기지 건설 목표

8월 한가위, 고개 들어 밤하늘의 보름달을 보며 소원을 비는 날이다. 정월 대보름날까지 합쳐봐도 요즘 도시인들은 1년에 몇번이나 하늘을 쳐다볼까. 그 하늘 한가운데, 지구에서 38만4400㎞ 떨어져 있는 우주공간에 달이 있다. 오늘 밤 보름달을 바라볼 때는 달 앞에 혹시 뭔가 어른거리는 게 없는지 다시 한번 눈을 크게 떠보자. 대보름달 구경이 임박한 지금 우리 머리 위 하늘에서는 이달 초 미국이 쏘아올린 달 무인탐사선 ‘라디’(LADEE=Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer)가 달을 향해 날아가고 있다.

달 대기층과 먼지의 비밀을 알아내라는 임무를 맡은 라디는 지난 6일 오후 11시27분(표준시 7일 오전 3시27분) 미 버지니아주 월롭스비행기지에서 발사됐다.

라디는 한달여간의 긴 여행을 한 뒤 10월6일 달 궤도에 진입할 예정이다. 그 뒤에는 100일간 달의 대기층과 표면을 탐사한다. 라디의 주 임무는 달 주변을 감싸고 있는 얇은 가스층(표면 경계 외기권)의 화학 성분과 먼지 입자를 분석하는 것. 첫 40일 동안은 달 표면 250㎞ 상공에서 선회하다가 이후 20∼60㎞까지 고도를 낮춰 조사를 벌인 뒤 달 표면으로 떨어져 안식에 들어간다. 무게 383킬로그램으로 소형 자동차 정도인 라디의 추진 동력은 태양열과 리튬 배터리다.

1972년 아폴로 17호를 끝으로 사그라들었던 달 탐사 경쟁에 요즘 다시 불이 붙고 있다. 과거 1970년대의 달 탐사 경쟁이 인류의 달 착륙과 귀환에 초점을 맞춘 것이라면, 이번엔 달 기지 건설을 목표로 내세우고 있다. 미국, 러시아, 중국, 일본 등 우주 선진국들은 2020년대에 달 기지를 건설한다는 포부를 밝히고 있다.

9월6일 라디 발사 장면. NASA 제공

미국은 2020~2025년 사이에 달 기지를 세운 뒤, 이를 전진기지로 삼아 2030년에 화성에 유인 우주선을 보내겠다는 구상이다. 오랜 기간 정체했던 미국의 달 탐사는 지난 2004년 조지 부시(아들) 미국 대통령이 달 탐사를 재개하고 달에 영구 기지를 건설하는 내용의 우주개발 구상을 밝히하면서 다시 주목받기 시작했다. 버락 오바마 행정부가 집권 초기 금융위기의 여파로 한때 계획을 중단하기도 했으나, 2014년 발사할 계획이었던 라디를 올해 앞당겨 발사하는 등 다시 우주 개발에 박차를 가하고 있다. 미 항공우주국(NANSA)이 쏘아올린 라디는 미국 달 기지 건설 프로젝트의 전초병인 셈이다.

중국, 올해 안에 무인 달 착륙선 창어3호 발사

미국 외에 최근 들어 달 탐사에 가장 적극적인 나라는 중국이다. 중국의 우주개발 계획은 국력 과시를 겸하고 있어 매우 공세적이다. 중국은 오는 12월 드디어 달 착륙 탐사선 '창어(嫦娥) 3호'를 쏘아올릴 계획에 부풀어 있다. 무인 탐사선이기는 하지만 달 착륙으로는 미국, 소련에 이은 세계 3번째이다. 햇수로는 1976년 소련의 무인탐사선 루나 24호 이후 37년만이다. 창어 3호는 달에 착륙해 각종 과학 탐사와 관측 임무를 실시한다. 앞서 중국은 2007년과 2010년 각각 창어 1, 2호를 달 궤도에 진입시키는 데 성공했다. 중국 역시 오는 2020년대엔 우주인을 달에 보낼 계획이다. 창어는 중국 설화에 등장하는 달의 여신의 이름이다.

2007년에 달 탐사 위성 ‘가구야’ (셀레나) 발사에 성공한 일본은 2018년 안에 ‘가구야 2호’를 쏘아올린다는 계획이다. ‘가구야 2호’는 2020년대 달 기지 건설에 필요한 주변 정보들을 수집하기 위한 것이다. 가구야 역시 달과 관련한 일본 전래동화에 나오는 공주 이름이다.

인도, 러시아와 함께 달 착륙선 발사 공동추진
한국, 2020년 달 착륙선 발사 목표로 일정 수정중

2008년 달 궤도 위성 ‘찬드라얀 1호’ 발사에 성공한 인도는 애초 올해 안에 무인 달 착륙선 '찬드라얀 2호'를 달에 보낼 예정이었으나 일정을 2016년으로 늦춘 것으로 알려졌다. 찬드라얀 1호는 1년만에 통신 두절되었지만 달에서 물을 발견하는 큰 성과를 거뒀다. 러시아와 함께 추진하고 있는 찬드라얀 2호는 달 궤도기 외에도 달착륙선과 달표면 탐사차량으로 구성된다. 궤도기는 인도가, 달착륙선과 로봇탐사차량은 러시아가 맡고 있다. 찬드라얀은 달여행이라는 뜻인데, 인도 역시 2020년대엔 유인 우주선을 발사할 계획이다.

지구와 달. 1992년 갈릴레오 우주선이 각각 찍은 것을 합성한 것이다. NASA 제공.

러시아도 과거 소련 시절보단 힘이 떨어졌지만 다시 달 탐사에 나설 움직임을 보이고 있다. 2015년과 2017년에 무인 달 착륙선을, 2020년엔 귀환선을 각각 보내겠다는 구상을 지난해에 밝힌 바 있다.

한국은 어떨까. 한국은 2011년 수립한 제2차 우주개발 진흥계획에 따라 달 궤도위성은 2023년, 착륙선은 2025년까지 개발할 예정이었다. 하지만 올해 초 나로호 발사에 성공하자 “2020년까지 달에 태극기가 펄럭이도록 하겠다”면서 일정을 당기고 있는 중이다. 미 항공우주국(NASA) 등과의 협력을 통해 2017년 시험용 궤도선을 발사하고, 2020년 본 궤도선과 무인 착륙선을 자력 발사한다는 계획이다. 미래창조과학부는 하반기 중 기획재정부에 예비타당성조사를 신청할 계획이라고 한다. 당장의 관건은 천문학적인 예산을 어떻게 확보하느냐다. 산적해 있는 현안들을 놔두고 성공 가능성이나 효과를 장담할 수 없는 달 탐사에 거액을 쏟아붓는 데 대해 국민들의 시선이 곱지 않을 가능성이 있어 보인다.

소련, 최초 위성·우주인으로 기선 제압
미국, 유인우주선 아폴로 11호로 역전

달 탐사로 상징되는 우주 개발 경쟁은 1950년대부터 시작됐다. 처음 주도권을 쥔 것은 옛 소련이었다. 소련은 1957년 세계 최초의 인공위성 스푸트니크호 발사에 성공한 데 이어, 2년 뒤에는 무인 탐사선을 달에 착륙시켰다. 이는 당시 소련과 체제 경쟁을 벌이던 미국의 자존심에 불을 질렀다.

인류 최초로 우주인을 싣고 달에 착륙한 아폴로 11호와 달 표면을 처음으로 밟는 영광을 누린 닐 암스트롱. NASA 제공

미국은 다음해인 1958년 항공우주국(NASA)를 설립해 소련 추월에 온힘을 다했다. 인간 달 착륙만큼은 소련에지지 않기로 한 소망은 결국 1969년 7월20일 우주인을 태운 아폴로 11호를 인류 최초로 달에 착륙시킴으로써 이루어졌다. 최초의 인공위성, 최초의 우주인은 소련에 내줬지만 최초의 달 착륙이라는 더 큰 이벤트에서 승리를 거머쥔 것이다.

이후 1972년 아폴로 17호에 이르기까지 6차례에 걸쳐 12명의 미국 우주인이 달 표면을 밟았다. 하지만 막대한 예산이 들어갔던 달 탐사는 국가의 자존심을 세워주는 데는 성공했지만 그로 인해 얻는 경제적 효과는 거의 없었다. 과학적 발견에서도 큰 진전을 보지 못했다. 그로 인해 관심이 시들어지면서 이후 달 탐사는 오랫동안 추진 동력을 잃어버렸다.

광물 등 자원 확보와 화성탐사 전진기지 기대

30여년만에 다시 활력을 찾은 달 탐사. 우주 선진국들은 국력이나 자존심 같은 차원을 벗어나 좀더 구체적인 계산서를 들고 있다. 한쪽엔 우선 달에 풍부하게 매장돼 있는 것으로 추정되는 핵융합 원료 헬륨3 등의 희귀광물을 확보할 경우 경제적인 이득을 취할 수 있다는 계산이 있다. 2007년 중국 ‘창어(嫦娥) 1호’의 임무도 광물 원소 14종을 찾는 것이었고, 2008년 인도 ‘찬드라얀 1호’의 임무는 헬륨3을 찾는 것이었다.

또 한쪽엔 무중력 상태인 달을 화성 탐사를 위한 중간기지로 사용할 경우 향후 우주탐사 비용을 대폭 절감할 수 있다는 계산이 있다. 특히 인도의 ‘찬드라얀 1호’가 2009년 달의 극지에 얼음 형태의 물이 대량 저장돼 있다는 사실을 밝혀내면서 달 기지 프로젝트에 더욱 힘이 실리고 있다. 세계 각국의 위성 수요가 급증하면서 위성 기술 과시를 통한 새로운 시장 개척에 대한 계산도 들어 있다.

계획대로라면 불과 10여년 후, 우리는 굳이 달에 가지 않더라도 달 기지에 있는 카메라 장치를 통해 안방에서 달의 구석구석을 여행할 수 있을지도 모른다. 그것도 증강현실 기법을 활용한 3차원 입체 영상으로 실물을 보듯이 생생하게. 2013년 한가위 보름달을 기대하며 해본 작은 상상이다.

인류의 달 탐사 및 개척 약사(출처:위키피디아. 2013년 이후 일정은 계획 변경으로 실제와 다를 수 있음.)

1969년 아폴로 11호가 지구로 귀환하면서 찍은 달 사진. 1만8천킬로미터 거리에서 찍은 것이다. NASA 제공

1957년 10월 4일 - 소련 스푸트니크 1호 발사. 세계 최초 인공위성

1958년 1월 31일 - 미국 최초 인공위성 익스플로러 1호 발사

1959년 1월 2일 - 소련 루나 1호 달 궤도 진입에 성공. 세계 최초의 달 탐사선. 1958년부터 발사한 미국의 달 탐사선 파이어니어는 계속 실패함. 미국이 이를 계기로 분발.

1961년 4월 소련 보스토크 1호 발사. 세계 최초의 유인 우주선. 유리 가가린 탑승. 108분간 지구를 일주하고 귀환.

1961년 5월 5일 미국 최초의 유인 우주선 프리덤 7호 발사. 앨런 셰퍼드 중사

1966년 2월 - 소련 무인 달 탐사선 루나 9호가 세계 최초로 달에 착륙. 달 뒷면 사진을 찍는 데 성공

1969년 7월 20일 - 미국 아폴로 11호 달착륙. 세계최초 달착륙. 착륙지점: 고요의 바다

1969년 11월 19일 -미국 아폴로 12호 달착륙. 세계 2번째 달착륙

1971년 2월 5일 - 미국 아폴로 14호 달착륙. 세계 3번째 달착륙

1971년 7월 30일 - 미국 아폴로 15호 달착륙. 세계 4번째 달착륙

1972년 4월 21일 - 미국 아폴로 16호 달착륙. 세계 5번째 달착륙

1972년 12월 11일 - 미국 아폴로 17호 달착륙. 세계 6번째 달착륙. 2007년 현재 마지막 달착륙 기록.

1990년 1월 24일 - 일본 최초의 달 탐사선 히텐 발사. 세계 3번째 달 탐사선 발사

1998년 11월 20일 - 러시아 국제우주정거장의 첫 모듈 자르야 발사. 16개국이 연합한, 인류 역사상 최대의 우주개발 프로젝트인 달 전초기지, 국제우주정거장 건설 시작

2007년 9월 13일 - 일본 달 탐사선 셀레네 (탐사선) 발사. 2007년 시점에서 아폴로 계획 이후 인류 최대의 달 탐사를 실시했다.

2007년 10월 24일 - 중국 최초의 달 탐사선 창어 1호 발사 창어공정 1단계 사업. 세계 4번째 달 탐사선 발사

2008년 4월 - 인도 최초의 달 탐사선 찬드라얀 1호 발사. 세계 5번째 달 탐사선 발사. 헬륨3 자원탐사.

2010년 - 16개국이 연합한, 달 개척 전초기지인 국제우주정거장 완공

2013년 1월 30일 - 대한민국 최초의 인공위성 로켓 발사 성공 KSLV-I

2014년 - 미국 차세대 유인 우주선 오리온 (우주선) 지구궤도 유인비행

2015년 - 대한민국 실용위성 로켓 발사 KSLV-II

2016년 - 일본 로봇탑재 탐사선 달 착륙

2017년 - 중국 유인 우주왕복선 개발.

2018년 - 미국 오리온 우주왕복선의 달착륙선(LSAM, Lunar Surface Access Module) 시험비행 완료.

2019년 - 미국 우주인이 오리온 (우주선)(CEV)을 통해 달에 착륙. 달기지 건설 시작. 한 번에 6개월 체류. 계획이 2020년으로 늦춰졌다.

2020년 - 16개국이 연합하여 건설한 달 개척 전초기지인 국제우주정거장 수명 종료

2020년 - 중국 유인 유인 달 착륙선 발사.

2020년 - 인도 유인 우주선 달착륙

2020년 - 대한민국 달 궤도선 발사

2020년 - 미국 달에 영구기지 건설. 국제우주정거장과 같이 10여개 국이 공동으로 참여할 예정. 미국 일본 유럽연합(11개국) 한국의 14개국이 이 프로젝트에 대한 회의를 하고 있다.

2024년 - 미국 달에 인간 상주

2025년 - 러시아 유인 우주선 달착륙

2025년 - 대한민국 달 착륙선 발사

2025년 - 일본 달에 유인 우주기지 건설

2027년 - 러시아 우주인 달 파견

2028년 - 러시아 달에 유인 우주기지 건설

곽노필 기자 [e-mail]