달 궤도 들어가는 다누리… 성공 열쇠는 첫 진입 시 속도 조절

한국 최초 달 탐사선 '다누리'가 17일 달 궤도에 진입을 시도한다. 이번 기동은 고난이도 작업으로 알려졌는데 첫 진입에서 13분 동안의 역추진을 통한 속도 조절이 성공의 관건으로 꼽힌다.

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원(항우연)은 다누리가 오는 17일 오전 2시45분 달 임무궤도 1차 진입 기동을 시작한다고 지난 15일 밝혔다. 이는 다누리를 임무궤도(달 상공 100㎞ 원궤도)에 안착시키기 위해 궤도선의 추력기를 사용해 속도를 줄이는 기동이다.


다누리는 지난 8월5일 미 케이프캐너배럴 우주군기지에서 발사 후 지구-달 전이 궤적을 따라 누적 594만㎞를 비행, 달까지 도착하는 데 4달이 걸렸다. 지구와 달의 평균 거리는 약 38만4400㎞로 직행하면 3~4일 정도 소요되지만 '탄도형 달 전이방식'(BLT)으로 비행한 탓에 훨씬 긴 거리를 지나온 것이다.

BLT는 지구·태양·달의 중력과 인력(공간적으로 떨어진 행성 간 끌어당기는 힘) 등을 활용해 적은 에너지로 항행할 수 있다. 연료 사용량을 25% 절약해 그에 따른 궤도선 무게 부담도 작다. 대신 정밀한 궤도 계산과 심우주까지 닿을 수 있는 통신 기술이 필요해 초고난도 항로로 여겨진다. 항우연은 NASA의 기술과 장비 지원을 바탕으로 다누리를 달 궤도에 가까이 붙이는 데 성공했다.

하지만 더 큰 난관이 기다리고 있다. 17일 새벽 달에서 약 108㎞ 거리까지 근접한 뒤 28일까지 총 5차례(1차 17일, 2차 21일, 3차 23일, 4차 26일, 5차 28일)의 임무궤도 진입기동을 거쳐 달 임무궤도에 안착해야 한다.


1차 진입기동 관건은 감속이다. 속도를 제대로 줄이지 못하면 다누리가 달을 지나칠 수 있기 때문이다. 정확한 속도로 이동해 달의 중력에 안정적으로 포획돼야 한다. 실패하면 남은 2~5차 진입기동으로 연결할 수 없고 감속 과정에서 많은 연료를 소모해버려 다누리가 우주에 표류할 가능성도 있다.

이를 위해 다누리는 약 13분간 추력기를 가동해 속도를 약 시속 8000㎞에서 7500㎞까지 낮추는 한편 목표한 위치까지 정확히 맞춰야 한다. 총알의 속도(약 시속 3600km)로 이동 중인 달 궤도에 총알보다 빠르게 움직이는 다누리(시속 7500~8000km)를 진입시키는 고난도의 작업인 것이다.

1차 진입기동의 성패 여부는 데이터 분석 후 오는 19일 나온다. 이후 2~5차 진입기동을 거치며 최종적으로 29일 다누리의 달 임무궤도 안착 여부가 확인될 예정이다. 다누리는 이어 내년 1월 시운전을 시작해 1년 동안 달 상공 100㎞의 원궤도를 돌면서 과학기술 임무(달 착륙 후보지, 달 자기장 관측 등)를 수행할 계획이다.