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달토끼가 알아본 2020 대한민국 달탐사

어과동 친구들, 안녕~. 오잉? 내가 누구냐고? 쳇! 날 몰라보다니, 실망이야. 난 달에 사는 달토끼라고! 얼마 전에 소문을 들었는데, 7년 뒤인 2020년에 어과동 친구들이 달에 온다는 거야. 이 소문이 정말일까? 아웅~, 궁금해서 안 되겠어! 내가 직접 한국항공우주연구원에 가서 알아볼테야!




 

2020 대한민국 달 탐사, 가능할까?

호랑이를 잡으려면 호랑이굴로, 달 탐사에 대해 알아보려면 항우연으로! 달 탐사를 이끄는 한국항공우주연구원에 찾아 왔어. 어? 저기 어과동 어린이 기자들이 있잖아? 잘 됐다! 몰래 따라다니면서 정보를 알아내야겠어. 키키. 다들 컴퓨터 화면을 보고 있네. 나도 슬쩍….





 

잠깐! 달 탐사로 밝힌 달 탄생의 비밀!

과거 과학자들은 지구와 한 행성이 부딪친 뒤에 남은 파편이 뭉쳐 달이 됐다고 생각했다. 하지만 아폴로 우주인이 가져온 월석을 분석한 결과, 달과 지구의 나이가 46억 년으로 같고, 달을 이루는 성분이 지구의 맨틀과 비슷하다는 사실이 밝혀졌다.
이 사실을 바탕으로 미국 하버드대학교 연구팀이 달의 탄생 과정을 새롭게 예측했다. 46억 년 전 지구와 한 행성이 부딪쳤고, 행성이 지구
속으로 뚫고 들어가 핵과 합쳐지면서 지구 맨틀을 이루는 물질이 튕겨 나와 뭉쳐져 달이 됐다는 설명이다. 이 예측은 지금까지 나온 달 탄생 가설 중 가장 신빙성 있다는 평가를 받고 있다.



사람이 아니라 로봇이 온다고?
어린이 기자들 사이에 숨어서 컴퓨터 화면을 봤는데, 우선 달에 오는 건 확실한 것 같아! 그런데 어떤 로켓을 타고 누가 오는 걸까? 오옷! 마침 저기 어과동 어린이 기자들이 항우연 박사님께 질문하고 있네. 몰래 숨어서 들어 보자!


"과거 유인 탐사에 성공한 나라는 우주 기술이 발달했다는 평가를 받았어요. 하지만 로봇 기술이 발달한 지금은 유인 탐사의 필요성이
거의 사라졌어요. 우주에서 사람 없이도 로봇으로 할 수 있는 일이 많아졌기 때문이죠. 그래서 요즘엔 반드시 사람이 해야 하는 임무가 없다면 대부분 무인우주선으로 탐사한답니다. 우리나라에서 개발 중인 달 착륙선에도 사람 대신 로봇이 탈 거예요"
최기혁 (한국항공우주 연구원 미래융합 기술연구실 실장)



우리나라 독자 기술, 한국형발사체
우리나라 독자 기술로 개발하는 한국형발사체(KSLV-Ⅱ)는 길이 50m, 무게 200톤의 3단형 액체연료 로켓이다. 2단형인 나로호보다 길이와 무게 모두 30%정도 더 길고, 무겁다. 그만큼 나아가는 힘도 세서 무거운 위성이나 탐사선을 먼 우주에 올려놓을 수 있다.


 

20년 인공위성 개발 기술 담은 달 궤도선

달 주위를 도는 궤도선은 지구로 치면 인공위성과 비슷한 역할을 한다. 궤도선은 달 표면의 100㎞ 상공을 돌면서 달의 지형을 관측해 착륙선이 착륙할 위치를 선정하는 데에 중요한 자료를 수집한다. 이 밖에도 우주방사선 관측, 달 자기장 및 중력 측정, 광물 및 주요 원소 탐색 같은 임무를 수행한다.


탐사로봇을 품은 달 착륙선

우리나라 최초로 만든 달 착륙선은 달 표면에 내려앉아 달 환경을 자세하게 탐사한다. 착륙선이 달 표면에 내려앉으면 내부에 있던 탐사로봇이 밖으로 나온다. 탐사로봇은 달 표면을 자유롭게 움직이며 토양을 채취하고 분석한다. 달 표면과 환경 사진 및 영상을 정밀하게 촬영하기도 하고, 대기가 없는 달의 환경을 자세히 관측한다. 달 착륙선에는 탐사로봇 말고도 각종 우주 실험 장비가 실릴 예정이다



잠깐! 달의 낮과 밤

달은 2주 동안 낮, 2주 동안 밤이 지속된다. 대기가 없는 달은 낮에는 130℃까지 뜨거워지고, 밤엔 -150℃ 이하로 식는다.


달 탐사, 이게 바로 핵심기술!

그런데 지구에서 달까지 거리는 40만㎞나 된다는 사실, 알랑가 몰라~. 서울에서 부산까지 거리의 1000배나 된다고! 그래서 달에 오려면 특별한 기술이 필요하다고~! 그 핵심기술은 지금부터 똑똑한 달토끼가 설명해 줄게!


먼 우주 거침없이 가르는 힘 추진기관

달 탐사선은 40만㎞를 날아가야 하므로 엄청난 힘을 가진 추진기관이 필요하다. 달 탐사선을 싣고 날아가는 한국형발사체는 1단에 75톤급 엔진이 4개 달려 총 300톤의 힘을 낸다. 또한 2단과 3단에도 각각 75톤과 10톤급 엔진이 달린다. 고도 300㎞ 궤도에서 달 궤도까지 올라가기 위해 툭 차듯이 밀어 주는 킥모터 역시 달 탐사의 성공을 좌우하는 추진기관 중 하나이다.


 



달까지 정확하게! 심우주항법기술

달 궤도에 탐사선을 정확히 올려놓기 위해서는 항법기술이 필수다. 심우주항법기술은 먼 거리의 우주에 정확하게 탐사선을 보낼 수 있도록 지상에서 유도하는 기술을 말한다. 탐사선이 달 궤도에 안전하게 들어가는 것은 서울에서 던진 공이 부산에 있는 가로, 세로 20m 공간 안에 정확히 떨어지게 하는 정도의 정확도와 같다. 엔진의 추력만큼 중요한 기술이 바로 방향을 제어하는 항법기술이다.



지구와 소통 위한 통신기술

탐사선이 달에 무사히 도착하더라도 안정적인 통신이 이루어지지 않으면 달에서 수집한 정보를 지구에서 받을 수 없다. 달은 지구까지 거리가 멀 뿐 아니라 태양 폭풍이나 방사선과 같이 통신에 방해되는 현상이 많아 지구에서 수신하는 전파가 약해진다. 약한 전파를 받기 위해 지상에 지름 30m 이상의 안테나를 설치할 예정이다. 달 탐사가 성공하면 우리나라 정보통신기술도 세계 최고 수준으로 높아질 것이다.


우주 인터넷에서 헬륨3까지

참! 달 탐사에 특별한 미션이 있다는 사실, 알고 있니? 한국이 세계 최초로 달에서 우주 인터넷 기술을 실험하기로 했어. 인터넷으로 우주에 데이터를 보내는 실험인데, 인터넷 강국인 한국은 한번에 많은 데이터를 보낼 수 있는 기술을 가지고 있대. 또 미래에너지를 찾는 미션도
있어. 달에는 청정에너지라고 불리는 헬륨3가 풍부해. 헬륨3는 유해한 방사선 물질을 내뿜지 않고 전기를 만들 수 있는 연료야. 달에서 토양 샘플을 채취해 지구로 가져오면 헬륨3로 다양한 실험을 할 수 있겠지?



어과동 친구들, 2020년이 되면 달 탐사선을 통해 생생한 달의 모습을 볼 수 있을 거 야. 그 때는 친구들이 스마트폰 화면으로 달에 있는 내 모습을 볼 수 있을지도 몰라. 그럼 우리 다시 만날 날을 기대하며 나는 달로 돌아갈게. 모두 안녕~!
 

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2013년 10호 어린이과학동아 정보

  • 이혜림
  • 도움

    최기혁
  • 진행

    주세영

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