한국 최초의 달 탐사선, '다누리'를 아시나요? 다누리가 보내온 달과 지구의 사진!

 한국 최초의 달 탐사선, '다누리'를 아시나요? 한국항공우주연구원(KARI)에서는 작년 달을 탐사하기 위한 심우주 위성인 '다누리'를 개발하여 발사에 성공하였습니다. 이 위성은 대형 추진 시스템 개발 기술, 비행/관제/제어 기술, 심우주 지상국 개발 기술 등을 획득하고 검증하는 것이 목표입니다. 이를 위해 '다누리'는 달의 지질과 자원 탐사, 달 표면과 근처 영역의 우주환경 연구, 달 자기장 지도 획득, 방사능 세기 연구, 고에너지 입자 밀도 연구 등을 시행할 예정입니다. 이러한 연구를 통해 달 착륙지 선정을 위한 달 표면의 고해상도 영상을 촬영할 수 있습니다.

 

다누리의 컨셉 사진, 한국천문연구원

 다누리의 제원은 발사형상 체적이 1.82m(가로)×2.14m(세로)×2.29m(높이)이며, 궤도형상 체적은 6.30m(가로)×3.18m(세로)×2.67m(높이)에 총 중량은 678kg(연료 260kg 포함)입니다. 또한 탑재체의 기능을 지원하는 본체와 궤도선 고유의 임무를 수행하는6개의  탑재체(총 34.2kg)로 구성되어 있습니다.

 다누리는 한국형 달 착륙선을 띄우기 위한 준비이면서, 동시에 NASA의 아르테미스 계획과 그 이후 인류의 달 탐사의 선봉이 될 예정입니다. 이 위성은 달의 지형도와 자원 지도를 완성하고, 영구음영지역카메라로 달 남극의 물 분포를 분석해 최적의 달 기지 건설부지를 찾아내어 미래 인류의 달 탐사에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

 

다누리의 임무 탑재체, 한국천문연구원

 또한, DTNPL이라는 장비를 사용해 세계 최초의 지구-달 우주 인터넷을 실증하여, 향후 우주 인터넷을 구축하고 그 이후 건설될 월면 기지에서 이를 응용할 수 있는 기반을 마련할 것입니다.

 다누리는 2022년 8월 5일, 한국시간으로 오전 8시 8분, 미국 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X의 팰컨9 블록5로 발사되었습니다. 발사 후 40분 22초 만에 KPLO는 고도 약 703km에서 팰컨9 2단과 분리되었고, 태양전지판을 펼쳐 전력을 만들기 시작하여 발사 92분 후 지상국과 첫 교신을 하였습니다. 그리고 8월 5일 오후 2시경, 다누리가 달 전이궤도에 성공적으로 진입하였습니다. 이후 24시간이 경과한 6일 오전에는 고이득 안테나를 펼쳐서 지상과의 교신이 시작되었습니다.

다누리의 발사 및 달궤도 진입 타임라인. 한국천문연구원

 다누리의 다음 중요한 임무는 달궤도 진입이었습니다. 2022년 12월 17일 오전 2시, KPLO는 첫번째로 달궤도 진입 임무를 개시했는데, 약 8,000km/h에서 약 7,500km/h으로 감속 운행을 통해 달 궤도 안착 위치에 성공적으로 진입하였습니다. 이 과정은 가장 어려운 단계였지만 성공적으로 완료하였습니다.

 그리고 2022년 12월 27일, 다누리는 달궤도 진입을 완벽하게 성공하였습니다. 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 이를 발표하고, 이후 15시 브리핑에서는 다누리의 궤도 진입 성공으로 2032년 달 착륙선을 보낸다는 목표가 현실적인 목표가 됐다는 평가를 내렸습니다.  오태석 과학기술정보통신부 1차관은 "궤적을 설계하는 기술이라든지, 항행, 관제기술, 우주공간에서 심우주통신기술 등 중요한 기술을 다 해보며 (달 탐사의) 첫 단추를 열었다"고 말했습니다.

 이후 2023년 2월 4일부터 본격적인 탐사 임무에 착수한 다누리는 우주에서 영상, 사진 데이터 전송 테스트에 성공하였으며 이후 달 궤도사진, 월면 사진등을 보내오며 활발한 연구 활동을 시행하고 있습니다. 영상 전송 테스트에서는 BTS의 Dynamite가 쓰였다고 하네요.

다누리의 데이터 전송 테스트 화면. BTS의 Dynamite 영상을 실시간으로 전송중이다. 한국천문연구원

다누리의 사진은 다누리에 실린 탑재체 중 'LUTI'가 촬영한 것입니다. LUTI는 흑백촬영을 하는데요, 이유는 주어진 중량에 맞추기 위해 색상 센서 및 전자회로를 빼는 대신 고해상도 촬영이 가능한 흑백 촬영을 선택했기 때문입니다. LUTI가 촬영한 달 사진은 우리가 생각하던것과 조금 다른 모습인데요, 마치 3D 렌더링 사진처럼 사진이 찍히는 이유는, 달은 태양빛을 반사하는 특성이 지구와 다르고, 루티는 고해상도 촬영을 위해 지구 관측 카메라보다 세배 정도 폭이 넓은 빛을 담기 때문입니다. 또한 달 표면의 빛이 우주 공간에서 매우 큰 격차로 벌어지기 때문에 LUTI는 달의 세세한 지형을 촬영하기 위해 빛의 세기를 감지해 적정한 노출시간을 설정하였습니다. 이로 인해 'LUTI'는 달을 보다 섬세하고 정확하게 촬영할 수 있는 것입니다.

 

다누리-달 대비 다누리-지구 거리 비율이 달 대비 지구 크기 비율과 비슷해져(4배), 다누리에서 바라보았을 때 지구와 달이 비슷한 크기로 보이는 시점(11월 28일)에 촬영. 한국천문연구원

 

달 지구 임무궤도 안착후 2일.  한국천문연구원

 

달 지구 2차 달궤도진입 3일.  한국천문연구원  ​ ​

 

1 월  13 일 ,  폭풍의 바다를 관측한 사진.  한국천문연구원

지구 위상변화 관측 촬영 결과.  한국천문연구원  ​