[김승혜 기자] 일본이 달 착륙선 발사에 성공했다. 내년 초 달에 무사히 도착하게 되면 일본은 세계에서 다섯 번째로 월면에 도달한 국가로 이름을 올리게 된다. 최근 전세계적으로 달 탐사 경쟁이 치열해지는 가운데 우리나라는 언제쯤 달을 밟게 될지 관심이 커지고 있다.

8일 일본 NHK 등에 따르면 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 전날 오전 8시42분 규슈 가고시마현 다네가시마 우주센터에서 H2A 47호 로켓을 발사했다.

H2A 47호기에는 달에 착륙할 소형 무인탐사선인 '슬림(SLIM)'과 천문위성인 '쿠리즘(XRISM)'이 탑재됐다. 쿠리즘은 발사 약 14분 뒤, 슬림은 약 47분 뒤 로켓에서 분리돼 각 궤도에 투입됐다.

슬림은 통상적인 달 탐사선과 달리 훨씬 더 정밀한 착륙을 목표로 하고 있다. 당초 달 탐사선의 월면 착륙은 지구에서 미리 계산한 궤도에 따라서 이뤄져 수㎞의 오차가 나타날 수 있다. 하지만 슬림에는 착륙 지점을 직접 조정할 수 있는 소프트웨어가 탑재돼 착륙 목표 지점과 오차를 100m 이내로 줄이는 것이 목표다.

슬림의 달 착륙 예정 시기는 2024년 1~2월께다. 슬림이 무사히 달에 착륙하면 일본은 미국, 러시아, 중국, 인도에 이어 5번째로 달 착륙에 성공한 국가가 된다.

우리나라는 2032년 자체 달 착륙 목표…'다누리' 대성공으로 가능성 엿봐

그렇다면 미국, 러시아, 유럽연합(EU), 일본, 중국, 인도에 이어 세계에서 일곱 번째로 달 탐사에 성공했던 우리나라는 언제 달을 밟게 될까. 현재 목표는 2032년이다. 지난해 달 탐사선 '다누리'와 올해 한국형 발사체 '누리호 3차 발사'가 연속 성공을 거두면서 달 착륙 임무 실현에 대한 기대감이 더 커지고 있다.

우리나라의 달 착륙 목표 시점은 지난해 11월 윤석열 대통령이 미래 우주경제 로드맵을 선포하면서 처음으로 언급됐다. 달까지 도달할 수 있는 로켓의 자체 개발, 2032년 달 착륙 및 자원 채굴, 2045년 화성 착륙을 목표로 하는 중장기 계획이다.

지난해 말 다누리 임무의 성공으로 한국의 달 착륙에 대한 기대가 더욱 커졌다. 다누리는 지난해 8월5일 발사돼 12월17일 달에 도착했다. 145일, 594만㎞의 항행 끝의 쾌거였다.

특히 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원에 따르면 달을 향한 다누리의 비행은 완벽했다. 당초 9회로 계획됐던 궤적수정기동(TCM)이 안정적인 비행 덕에 4회로 줄었고, 달에 도달하기 위한 달 궤도진입기동(LOI)도 예상됐던 5회에서 3회 만에 안정적으로 성공했다. 다누리는 임무궤도인 달 상공 100㎞±30㎞에서 시속 1.62㎞의 속도로 약 2시간마다 달을 공전하고 있다.

과기정통부와 항우연은 다누리 덕분에 달 착륙선과 관련한 궤적 설계, 항해, 관제, 심우주 통신 등 무엇보다 중요한 기본 기술을 모두 입증할 수 있었고, 이를 통해 달 착륙선 개발을 본격화할 수 있게 됐다고 강조하기도 했다.

누리호 발사 성공도 호재…차세대 발사체로 자체 개발 달 착륙선 쏘아올린다

누리호 3차 발사의 성공도 달 착륙 임무의 기반이 된다. 정부는 2027년까지 누리호를 3차례 더 발사하고, 이후 2032년까지 누리호보다 더 진화한 차세대 발사체(KSLV-Ⅲ)까지 개발할 계획이다. 차세대 발사체의 성능은 누리호보다 적어도 3배 이상이 될 것으로 기대를 받고 있다.

누리호가 고도 200㎞의 지구저궤도(LEO), 고도 500㎞의 태양동기궤도(SSO), 고도 700㎞의 태양동기궤도에 투입할 수 있는 탑재체 중량이 각각 3.3톤, 2.2톤, 1.9톤 수준에 그쳤다면, 차세대 발사체는 같은 고도에 10톤, 7톤, 6.1톤을 쏘아올릴 수 있다.

심우주 탐사를 위해 필수적으로 도달해야 하는 달전이궤도(LTO)에 대한 누리호의 투입성능은 0.1톤에 그치고, 화성전이궤도(MTO)이 경우에는 아예 0톤이다. 차세대 발사체는 이같은 지구에서 완전히 벗어난 궤도에도 1.8톤, 1톤의 탑재체들을 실어나를 수 있다.

차세대 발사체는 ▲2030년 1차 발사 달 궤도 투입 성능검증위성 ▲2031년 2차 발사 달 착륙선(프로토 모델) ▲2032년 3차 발사 달 착륙선 최종모델 등에 활용될 예정이다.

달 착륙선 개발 사업, 이르면 이달 예타 통과…1.8톤급 달 착륙선 우리 손으로 개발

달 착륙선 개발을 위한 준비도 이미 진행되고 있다. 달 착륙선 개발을 위한 '달 탐사 2단계 사업'이 지난해 10월 국가연구개발사업 예비타당성조사(R&D 예타) 대상사업으로 선정돼 심사를 받는 중이다.

달 탐사 2단계 사업에는 오는 2024~2032년에 걸쳐 총사업비 약 6,184억 원이 투입된다. 달 착륙 시 장애물 탐지·회피 및 자율·정밀 연착륙이 가능한 1.8톤급 달 착륙선 시스템을 개발·검증하고, 달 표면 과학기술임무를 위한 탑재체 기술을 개발하는 것이 골자다.

과기정통부 관계자에 따르면 달 착륙선 개발 사업은 이르면 이달 말에서 내달 초께 예타 승인 결과가 나올 예정이다. 2032년 달 착륙 목표를 수행하기 위해서는 시간이 촉박한 만큼 사업 계획에 큰 결함이 없는 한 예타가 통과될 것으로 기대된다.