[이머징 이슈]우주 패권

나로호 3차 발사가 성공적으로 이뤄지면서 우주강국을 향한 꿈도 시작됐다. 박근혜 정부는 국정과제에서 `한국형 발사체` 개발을 2019년으로 앞당기기로 했다. 박근혜 대통령이 후보 시절 2020년까지 달에 탐사선을 보내겠다는 의지를 내보일 만큼 우주기술에 대한 관심이 집중되고 있다.

한국공학한림원은 정책연구 과제 `우리도 달에 가야한다` 보고서를 지난달 발간했다. 우주 탐사 시대를 대비해 우리나라가 보유한 기술 현황을 점검하고 세계 7위권의 우주 개발 선진국에 진입하기 위한 로드맵을 제시했다. 우리나라 우주기술 개발의 역사는 다른 선진국에 비해 짧다. 40년이나 뒤쳐진 개발 시기와 선진국 대비 낮은 기술 수준을 가지고 있다. 우주 선진국은 미국·러시아·중국·일본·인도·유럽을 뜻한다. 모두 우주 발사체 보유국이다. 국제 협력과 우주산업을 이끌어 갈 로드맵을 그리기 위해 선진국 기술 동향을 파악해야 한다.

◇제1우주강국 `미국`

미국이 추진 중인 달 탐사 프로그램은 나사(NASA)에서 주도한다. `Lunar Quest Program(LQP)`은 NASA SMD(Science Mission Directorate) 주도로 진행된다. 달 과학 연구가 주목적이다. 국제협력 달 지질 탐사용 착륙선(ILN) 개념 설계와 원자력 전지를 개발 중이다. 달 대기 및 먼지 관측용 궤도선(LADEE)이 올해 발사 예정이다.

SMD의 또 다른 태양계 무인탐사 프로그램 `디스커버리 프로그램`은 달 중력장을 지도화하기 위한 궤도선을 2011년 9월 발사시킨바 있다. 자동정밀 착륙, 우주추진, 방사선 차단기술 등 달탐사 및 행성 탐사와 관련된 핵심 기술도 다루고 있다.

◇`스푸트니크의 순간` 러시아

러시아 달 탐사 계획은 달 궤도선 `루나 그로브-1`, 달탐사 로버(지상 탐사체) `루나 그로브-2`, 달 샘플 귀환선 `루나 그런트`로 이뤄져 있다. 루나 그로브-1은 궤도선 1기와 충돌기 4기로 구성돼있다. 천체 물리, 먼지 관측과 플라즈마 관측용 과학탑재체를 지녔다. 2015년 이후에 발사가 가능하다. 일본에서 제작 예정인 충돌기 4기를 달에 떨어트려 지진신호를 관측한다. 루나 그로브-2는 달탐사 로버로 인도의 `찬드라얀-2`에 탑재돼 올해 발사된다. 루나 그런트는 내년에 발사해 2015년 귀환계획이다.

◇떠오르는 신흥 우주선진국 `중국`

중국 달탐사 프로그램(CLEP)은 1단계 궤도선(2002년~2007년), 2단계 착륙선(2008년~2014년), 3단계 샘플 귀환선(2015년~2020년)으로 구성돼 있다. 단계별로 `항아` 1호, 2호, 3호를 발사한다. 항아 1호는 달 궤도선이다. 2007년 10월에 발사돼 200㎞ 고도에서 달 표면 관측과 자원탐사, 마이크로파 측정방법을 통한 3차원 영상을 생산했다. 항아 2호는 항아 1호와 유사한 궤도선이다. 2010년 10월에 발사됐다.

항아 3호 착륙 준비 임무를 수행하기 위해 타원 궤도를 돌며 1m급 카메라를 사용해 달 표면을 촬영했다. 항아 2호는 임무를 마치고 지금 지구로부터 약 150만㎞ 떨어진 지점에 있다. 항아 3호는 올해 발사 예정이다. 직접 달 착륙이 목표다. 달 로버를 사용해 3개월간 샘플을 수집하고 현장 자료를 비디오로 전송한다. 원자력전지가 탑재될 예정이다.

◇2017년 달 착륙 목표 `일본`

일본은 달탐사를 위해 로봇과 인간, 두가지 방법으로 접근한다. 일본 전래동화에 등장하는 달나라 공주 `카구야(영문명 셀레네) 프로젝트`는 2009년 세계 최초로 HDTV 카메라를 탑재해 HD급 달 영상 촬영에 성공했다. `셀레네 1호`는 2009년 6월 위성 본체를 달 표면에 충돌시키면서 임무를 성공적으로 마쳤다.

셀레네 2호는 2017년 발사 계획이다. 달 착륙선인 셀레네 2호는 미래 우주탐사 핵심 기술 개발과 검증, 달 현상 관측을 통한 과학 연구, 국제 달탐사 활동 기여를 주 목표로 한다. 기술적 측면에서 달 정밀 착륙 기술, 달 표면 기동성을 검증한다. 지질학과 방사능, 먼지 등 달 환경도 조사한다.

◇2020년의 꿈, 대한민국

우리나라 달 탐사 기술 수준은 선진국에 비해 미흡하다. 미국 달 탐사는 초기 미국 국력으로 10년이 소요됐다. 당시 NASA에 연간 40억달러 예산을 쏟은 것을 감안하면 모든 달탐사 기술을 국산화하기에는 예산과 개발 기간의 한계가 있다.

우주개발사업 세부 실천로드맵(Space RoadMap 2007~2026) 우주탐사 프로그램에는 중장기적으로 달 탐사에 중심을 두고 있다. 우주 탐사 프로그램 소요 기술은 궤도탐사선 기술, 착륙탐사선 기술, 탑재체 기술로 나뉜다. 중·소형 달궤도 탐사위성 개발은 기존 인공위성 관련 보유기술, 다목적 위성1~3호, 고정궤도위성, 천리상 위성을 개발한 경험을 토대로 진행될 예정이다. 한국공학한림원 연구단은 “국제협력을 통해 취약 소요기술을 확보하고 달탐사 기술 연구개발프로젝트를 조기에 착수해 국제협력 기술에 적용해야 한다”고 밝혔다. 지속적 국제협력 추진과 R&D 수행으로 우주핵심 기술 확보율을 높여간다면 2020년 달 탐사 소요 기술 자립화를 기대할 수 있다는 주장이다. 목표연도의 우주 핵심기술 확보율은 선진국 대비 90% 수준이다.

우리가 강한 기술인 구조물 경량화(구조), 능동형 고효율 열제어 기술(열제어계) 등을 달 탐사에 적용해 국제 협력에 임해야 한다는 것이 공학한림원 연구단의 의견이다.

권동준기자 djkwon@etnews.com