[세계는 지금] 일본은 전세계에서 다섯번째로 달 착륙 국가가 될 수 있을까?

다섯 번째 달 착륙 국가가 되기 위해 노력하고 있는 일본

우주 경쟁이 본격적으로 시작된 이래로 지난 수십 년 동안 달에 착륙한 국가는 미국과 구소련이 유일했다. 그리고 최근 중국과 인도가 이들의 뒤를 이으며 신흥 우주 강국으로서 이름을 올리게 되었다. 그리고 이제 일본이 인도에 이어 2023년 두 번째 달 착륙을 시도하고 있다. 이름하여 SLIM(Smart Lander for Investigating Moon) 탐사선은 지난주 지구를 성공적으로 떠나 긴 여정을 시작했다.

사실 일본의 첫 번째 달 착륙 시도는 불과 5개월 전이다. 지난 4월 일본의 우주 스타트업 ‘아이스페이스(Ispace)’가 민간 기업에서의 최초이자, 일본 최초로 달 착륙을 시도했지만 우주선과의 통신이 끊기며 실패로 끝난 바 있다. 이 전에도 일본은 차세대 로켓 H3와 고체 연료 로켓 엡실론을 발사했으나 발사 직후 실패하며 발사 로켓의 문제도 이미 겪은 바 있다. 지난 7월에는 엡실론의 개량형인 엡실론S 로켓의 시험 발사가 추진되었으나 이 역시 점화 후 50초 만에 폭발로 끝나며 아쉽게 실패한 바 있다.

사실 달에 착륙하는 것은 여간 힘든 것이 아니다. 달의 중력은 지구 중력의 약 6분의 1로, 달에서는 지구에서보다 약 6배 더 높이 점프할 수 있다. 즉, 중력의 유무와 변화는 우주선이 달 표면에 착륙하는 방식에도 영향을 미칠 수 있다는 말과도 같다.

SLIM은 언제 달에 도착할까?

SLIM은 본래 2023년 8월 28일 월요일에 처음 발사될 예정이었으나 강풍으로 인해 한차례 연기된 후 9월 6일 저녁 11시 42분(GMT 기준) 발사에 성공했다. 참고로 SLIM 미션은 2021년에 발사될 예정이었지만 SLIM 탐사선과 함께 지구를 떠나기로 계획되어 있던 X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) 미션이 연기됨에 따라 2년 더 연기된 바 있다.

SLIM이 탑재된 H-IIA 로켓은 일본 시간으로 9월 7일 새벽 다네가시마 남부 섬에서 이륙하며 성공적인 출발을 알렸다. XRISM 탐사선 역시 발사 후 성공적으로 분리되었다. SLIM 탐사선은 약 3~4개월 후 달 궤도에 도착할 예정이며, 한 달 동안 달 궤도에 머물다 발사로부터 약 6개월 후인 2024년 초 하강을 시작하여 달 표면에 착륙하는 것을 목표로 하고 있다. 탐사선이 달에 성공적으로 착륙하면 일본은 달 표면에 착륙한 다섯 번째 국가이자 상당한 정확도를 가지고 달에 착륙한 첫 번째 국가가 된다.

핀포인트 착륙이란?

작고 가벼운 SLIM 탐사선은 이름하여 ‘핀포인트(pinpoint)’ 착륙선으로 설계되었다. 이는 그간 일본 우주 탐사 역사가 보여준 탐사선의 정밀성과 이번 달 탐사선의 가장 중요한 특징 중 하나인 세밀한 계산 및 철저한 계획 때문에 ‘문 스나이퍼(Moon Sniper: 달 저격수)’라는 별명이 붙었다.

핀포인트 착륙은 항공이나 감시 정찰에서 주로 사용되는 용어로 지상에서 상당히 작은 표적의 위치에 정확하게 착륙한다는 뜻을 의미한다. 그렇다면 핀포인트 착륙은 기존 착륙과 어떻게 다를까?

기존 착륙선의 착륙 정밀도와 정확도는 수 km에서 수십 km 정도 사이이다. 하지만 일본 우주항공연구개발기구(Japan Aerospace Exploration Agency: JAXA)에 따르면 이번 핀포인트 착륙의 정확도는 그 범위를 약 100m까지 낮추는 것을 목표로 한다고 한다. 즉, 원하는 곳에 착륙하여 원하는 과학 탐사를 시작할 수 있다는 말과도 같다.

일본 우주항공연구개발기구 관계자들은 예전에는 달과 같이 중력이 있는 다른 천체에 착륙할 때 ‘가능한 곳’에 착륙했다면 현재는 ‘원하는 곳’에 착륙하는 시대로 변하고 있다고 설명한다. 또한 위 탐사선의 의미에 대해서도 인류가 착륙하고 싶은 곳에 착륙할 수 있다면 우주 탐사와 개발에 질적인 변화를 가져다줄 것이라고 기대하고 있다. 일본과 유럽우주국은 수십 년 전부터 이러한 세부적인 계산에 특화되었다고 평가받고 있으며 이에 전 세계에서도 위 탐사선에 거는 기대가 크다.

달 표면에 착륙한 일본의 SLIM 착륙선 상상도

그렇다면 왜 달에 정확히 착륙하는 것이 좋을까?

1960년대 인류의 달 탐사가 시작된 이래로 첨단 인공위성과 망원경, 기타 카메라 기술이 등장하면서 과학자들은 달의 대기에 대한 정보 등 대량의 고화질 이미지와 기타 데이터를 수집해 왔다. 이에 달에 물이 있을 가능성이 높은 곳을 포함하여 달의 구성에 대해 더 많이 알게 되었으며 달의 남극과 해가 들지 않아서 얼음으로 뒤덮여 있다고 생각되는 부분 등 물이 있는 곳에 정확히 착륙하기를 원하고 있다.

바로 위 이유로 인도도 달의 남극으로 착륙을 시도했으며, 최근 성공한 바 있다. 또한, 달의 특정 암석에 관심이 있는 경우 우주선이 평평한 땅에 아주 가깝게 착륙할 수 있는 것이 중요하다.

SLIM 달 착륙선의 크기는?

SLIM의 중량은 대략 200 kg이며 크기는 2.4 m × 1.7 m × 2.7 m의 상자 모양으로 구성되어 있다. SLIM 착륙선에는 착륙 전 달 표면 위 고도를 측정하는 레이더와 레이저 거리 측정기, 그리고 내비게이션 카메라가 장착되어 있다. 특히 위 내비게이션 카메라는 정확한 착륙을 위해 위치를 측정하고 수정할 수 있는 시야 기반(vision-based) 내비게이션 기술을 사용한다.

다파장 스펙트럼 카메라로 암석의 구성 및 달 표면을 더 자세히 조사하기 위하여 ‘달 탐사장비(Lunar Exploration Vehicle)’라는 탐사선이 분리될 수 있으며, 이는 큰 달걀 모양으로 손바닥에 쏙 들어가는 변형 가능한 달 로봇(SORA-Q)이 포함되어 있다. 작은 크기의 이 탐사선은 달과 행성 등을 탐사할 수 있는 경량화된 차량 테스트를 그 목표 중 하나로 한다.

위에서 언급한 로봇(SORA-Q)은 달의 사진을 찍고 지구로 전송하기 위해 제작된 손바닥 크기의 로버이다. 일본 장난감 회사 토미(Tomy)가 제작한 매우 작은 크기의 달 탐사 로버는 걸어 다니는 모습이 마치 소라게를 연상케 하며 달의 극한 온도에도 견딜 수 있도록 알루미늄과 특수 플라스틱으로 제작되어 있다. (관련 동영상 바로가기)

[출처] : https://www.sciencetimes.co.kr/news/%ec%a0%84%eb%a1%80%ec%97%86%eb%8a%94-%ec%a0%95%ed%99%95%eb%8f%84%eb%a1%9c-%eb%8b%ac-%ec%b0%a9%eb%a5%99%ec%9d%84-%eb%85%b8%eb%a6%ac%eb%8a%94-%ec%9d%bc%eb%b3%b8/?cat=132