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지난 40여년간 서구 열강의 독무대와 다름없었던 우주 탐사 경쟁에 중국·일본·인도 등 아시아 국가들의 도전이 거세다. 이들의 첫 격전지는 바로 달이다. 지구에서 가까워 탐사기술을 연마할 최적의 행성이자 우주 탐사의 중간 기착지로서의 가치가 크다. 세계 7대 항공우주산업 강국 도약을 천명한 우리나라도 오는 2020년 달 표면에 태극기를 꽂기 위해 달 탐사 엔진 점화에 본격적으로 돌입했다.
◇0원에서 200억원으로=2014년 12월 항공우주공학계는 당혹감에 휩싸였다. 2017년 시험용 달 궤도선, 2020년 달 착륙선의 독자 발사를 골자로 한 한국형 달 탐사 프로그램 추진을 위한 2015년도 예산이 국회를 통과하지 못하고 전액 삭감됐기 때문이다. 하지만 1년 뒤인 지난 2일 2016년도 정부예산이 확정될 때 분위기는 달랐다. 당초 정부안보다 100억원 증액된 200억원의 예산이 확정돼 달 탐사 꿈을 현실화할 토대가 마련돼서다.
올해 한국항공우주연구원을 비롯한 15개 정부출연연구원들은 자체 사업예산 약 59억원을 투입해 기반연구를 지속하면서 국가우주위원회가 올 초 결정한 수정 로드맵의 일정 준수를 위해 노력을 기울였다. 수정 로드맵에 의하면 궤도선 발사는 2018년으로 1년 순연됐지만 착륙선 발사 시점에는 변동이 없다. 최기혁 항우연 달 탐사연구단장은 "올 1년의 기반연구를 통해 탐사선 본체의 기본설계와 궤도선의 형상·중량·제원 검증에 필요한 시뮬레이터 개발을 완료하는 등 주목할 만한 성과를 거뒀다"며 "올해가 일종의 미봉책이었다면 내년부터는 체계적인 연구개발을 본격화할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
미래창조과학부는 내년 달 탐사 예산 중 궤도선의 예비설계에 약 100억원을 투입할 예정이다. 발사체 계약과 추진 시스템 및 부품 국산화에 각각 50억원이 사용된다. 최 단장은 "일각의 우려와 달리 수정 로드맵 이행에는 문제가 없다"며 "2020년 독자 개발한 달 궤도선과 착륙선을 실은 한국형 발사체(KSLV-Ⅱ)가 나로우주기지에서 불을 뿜는 모습을 볼 수 있을 것"이라고 말했다.
◇달 탐사 기본 역량 확보=한국형 달 탐사 프로그램은 크게 2단계로 추진된다. 1단계는 2018년까지 심우주 통신용 지상국을 구축하고 시험용 궤도선을 제작·발사하는 것이 목표다. 이 궤도선은 달의 100㎞ 상공을 회전하면서 정밀영상을 촬영, 지형 분석과 착륙선의 착륙후보지 조사 등의 임무를 수행하게 된다.
이를 위해 한국천문연구원·한국전자통신연구원 등이 고해상도 광학망원경을 포함한 과학 탑재체와 우주인터넷 탑재체를 개발 중이다. 항우연은 1단계 궤도선 개발에 약 1,978억원의 연구개발비가 소요될 것으로 보고 있다.
2단계로는 2020년까지 궤도선과 착륙선 개발을 마치고 KSLV-Ⅱ에 실어 자력 발사할 계획이다. 착륙선이 달 표면 안착에 성공하면 지질과 열유량 조사, 지진계를 이용한 내부구조 분석 등의 임무가 부여된다. 이렇게 2단계까지 성공했을 경우 착륙선 또는 탐사로버가 채집한 달의 암석이나 토양 샘플을 지구로 가져와 직접 연구·분석하는 것이 달 탐사의 궁극적 지향점이라 할 수 있다.
최 단장은 "우리나라는 저궤도·정지궤도 위성의 개발과 운영 경험에 힘입어 달 탐사의 기본 역량을 확보하고 있다"며 "약 30%의 미확보 기술 가운데 추진 시스템은 해외 산업체, 심우주 항법은 미 항공우주국(NASA)과 협력해 국내 주도로 개발해나갈 방침"이라고 설명했다.
항우연은 이미 지난해 4월 NASA와 심우주 항법 및 심우주 통신용 지상국에 관한 상호 기술지원협약(TTA)을 체결하고 5월에는 무인 달 탐사 협력의향서를 교환한 상태다. /대덕=구본혁기자 nbgkoo@sed.co.kr
