우리나라 달 탐사선이 이르면 2022년 8월 1일(현지시간 7월 31일) 발사됩니다.
최대 난제로 꼽힌 달 전이(WSB) 궤도를 조기에 설계, 발사 대행업체인 스페이스X와의 논의가 급물살을 탔다는 소식입니다.
과학기술정보통신부, 한국항공우주연구원 달탐사사업단(사업단)은 최근 한국형 달 궤도선(KPLO)의 기준 발사일을 2022년 8월 1일로 확정했다고 합니다.
발사 장소는 미국 플로리다주 브레바드 메릿 섬에 위치한 미국항공우주국(NASA) 케네디 우주센터입니다.
사업단은 기상 악화 등 변수를 감안해 이날 기준 9월 7일까지를 발사 가능 기간으로 설정하였으며, 발사 한 달 전에 8월 1일~9월 7일 기간 안에서 최적 7일을 다시 확정한다고 합니다.
발사 일정을 이렇게 계획 보다 빠르게 확정할 수 있었던 것은 최대 난제 가운데 하나로 지목된 WSB 궤도 설계 문제를 상당 부분 해결했기 때문이라고 합니다.
WSB 궤도란?
WSB 궤도는 지구와 태양 사이의 평형점에 보냄으로써 달 궤도 진입에 요구되는 에너지를 일반적 궤적 대비 20% 이상 줄일 수 있다는 장점이 있는 루트라고 합니다.
조금더 자세히 알아보자.
일반적으로 달로 가는 궤도는 크게 3가지가 있다고 합니다.
1) DT궤도, 2) PLT 궤도, 3) WSB 궤도 가 그 3가지 에 해당합니다.
1) DT 궤도
직접 전이 궤적(DT)은 지구에서 달까지 가는 이동 경로가 가장 짧아 가장 빨리 달에 도착할 수 있다. 지구와 달이 가장 가까워졌을 때 발사하면 지구와 달 간 평균 거리인 38만㎞를 3~5일 만에 날아갈 수 있다. 다만 탐사선의 추진력으로 운항하기 때문에 연료 소비량이 많다. 달 진입시 달의 공전 속도에 맞추기 위해 비행 속도를 줄이는 과정에서 연료 손실이 발생한다.
2) PLT 궤도
위상 전이 궤적(PLT)은 지구에서 쏘아 올린 달 탐사선이 지구 주변을 돌아 고도를 높이면서 이동하는 방식이다. 달까지 도달하는 기간은 20~30일가량이다. 지구를 여러 번 돌고 이 과정에서 오류 등을 수정할 수 있지만 반대로 지상에서 오차 수정 등 부담이 커진다. 우리나라는 당초 이 궤도를 활용해 달 탐사선을 달 궤도에 진입시키려 했지만 지난해 말 계획을 수정했다.
3) WSB 궤도
WSB궤도는 달 탐사선이 태양, 지구, 달 등 주변 천체 중력을 활용해 자체 추력을 거의 사용하지 않는 방식이다. 미세 방향 조정 등 오차 수정을 통해 목표 지점까지 가기 때문에 연료 사용량을 대폭 절감할 수 있다. 하지만 탐사선이 지구와 달 사이 직선거리인 38만㎞의 3~5배에 달하는 120만~190만㎞ 밖으로 돌아가야 하기 때문에 통신 부담은 커진다. 또한 이동 거리가 다른 궤도 대비 10배 이상 늘어나기 때문에 비행 기간이 석 달 이상 소요된다. 지구에서 달까지 가는 데 걸리는 시간이DT의 24배,PLT의 4배에 이상이다.
마치며..
현재 수립한 WSB 궤도는 탐사선이 발사체로부터 분리되는 시점에서 발생할 시간, 위치, 각도 관련 오차까지는 아직 감안하지 않은 것이라고 합니다. 뼈대가 되는 기본 궤도는 계산하는데 성공하였지만 아직 상세한 부분의 궤도 설계까지는 조금더 노력을 해야 한다고 합니다.
성공적인 한국형 달 탐사선의 발사를 기대해 보겠습니다.
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