한국 최초의 달 탐사선에 실릴 탑재체 2기 개발
“이번 사업 계기로 우주과학·우주탐사 기술력 크게 향상될 것”

경희대학교가 달 탐사에 도전한다. 경희대는 2018년 발사를 목표로 하는 한국 최초의 달 탐사선 ‘시험용 달 궤도선’에 실릴 과학 탑재체 4기 중 달 자기장 측정기와 광시야 편광 카메라 등 2기의 탑재체 개발에 참여한다. 미래창조과학부가 추진 중인 시험용 달 궤도선은 달 상공 100km 고도의 극궤도를 1년 이상 비행한다. 주요 임무는 달 착륙지점 선정을 위한 지형 탐사, 달 자원 탐사, 달 표면 및 주변 환경 연구다.

달 자기장 측정기 개발 책임자인 우주과학과 진호 교수는 “달 탐사선 발사는 한국의 우주과학 기술이 선진국 반열에 올랐다는 상징적인 의미가 있기 때문에 국가인지도 향상에 기여할 수 있다”고 말했다.

달 자기장 측정기는 달 주변의 미세한 자기장 세기를 측정해 세계 최고 수준의 고정밀 3차원 자기장 지도를 작성하는 역할을 한다. 일반적으로 달은 지구와 달리 자기장이 없다고 알려져 있었는데, 그간의 달 탐사를 통해 일부 표면에서 자기장이 검출됐다. 경희대는 달 표면의 특이한 자기 이상 지역을 연구해 달의 생성과 진화과정 규명에 필요한 자료를 확보할 계획이다.

세계 최초로 달의 앞면과 뒷면의 편광 관측
경희대는 세계 최초로 달 궤도에서 달의 앞면과 뒷면의 편광을 모두 관측하는 광시야 편광 카메라도 개발한다. 태양빛이 달 표면에 부딪혀 반사될 때 부딪힌 입자의 특성에 따라 특정한 방향, 즉 편광을 갖는데, 이것을 분석하면 달의 표면 입자의 크기와 종류 등을 추정할 수 있다.

광시야 편광 카메라는 달의 앞면뿐만 아니라 뒷면의 편광을 촬영해 달 표면 입자 크기와 종류는 물론, 태양에서 기원한 고에너지 입자, 우주선 등이 달 지표에 미치는 영향을 조사하는 임무를 수행한다. 동시에 달 전체 표면의 광시야 영상을 확보하게 된다. 획득한 자료는 향후 달 착륙 후보지와 로버(달 탐사차) 설계를 위한 기초자료로 활용된다.

한국천문연구원, KAIST(한국과학기술원)와 함께 광시야 편광 카메라 개발에 참여하는 일반대학원 우주탐사학과 김성수 교수는 “한국은 유럽, 일본, 중국, 인도, 미국 등을 따라가는 후발 주자이기 때문에 독창적인 분야를 발굴하기 위해 노력했다”고 설명했다. 그는 “1990년대 이후 카메라 기술이 발달하면서 기존보다 우수한 해상도로 달 표면 촬영이 가능해졌고, 그동안 발견되지 못한 것이 관측되면서 새로운 사실이 밝혀지고 있다. 처음 시도되는 달의 앞면과 뒷면의 편광 관측으로 완전히 새로운 것이 관측될 수 있다”며 기대감을 나타냈다.

WCU, BK21 플러스 사업으로 달 탐사 인프라 갖추고 인재 양성
경희의 달 탐사 계획은 2008년으로 거슬러 올라간다. 당시 ‘달궤도 우주탐사 연구’ 과제로 세계 수준의 연구중심대학(WCU) 우주·국방 분야 제1유형에 전국에서 유일하게 선정, 2009년 9월 일반대학원에 우주탐사학과를 설립했다. WCU 제1유형은 전공 학과를 신설하는 조건으로 5년간 총 142억 원이 지원되는 사업이다.

WCU 사업을 진행하면서 경희대는 세계적 연구 기관과 협력 관계를 맺고, 해외 석학과 함께 우주탐사 연구 역량을 강화하는 등 달-지구 우주공간 탐사를 위한 인프라를 갖췄다. 2013년에는 ‘BK21 플러스 글로벌인재 양성사업’에 선정돼 달-지구 우주공간 탐사 연구와 인재 양성을 지속하고 있다. 

경희의 연구 성과는 우주과학 탑재체 개발과 발사로 이어지고 있다. 2012년과 2013년, 한국 최초의 우주탐사용 초소형 인공위성(큐브샛·CubeSat) ‘시네마’(CINEMA·Cubesat for Ion, Neutral, Electron, MAgnetic field) 1기와 2기(KHUSAT-1), 3기(KHUSAT-2)를 우주로 발사하는 데 성공했다. 시네마 1기는 미국 버클리대와 공동으로 제작했고, 2기와 3기는 경희의 자체 기술력과 국제협력으로 개발했다. 2014년 2월에는 한국 최초의 기상관측 전용위성인 천리안 2호에 장착될 우주 기상 탑재체 주관 기관으로 선정돼 탑재체를 개발 중이다. (‘경희, 유럽항공우주국(ESA)과 연구협약 체결’ 기사 참조)

진호 교수는 “WCU 사업 선정 이후, 우주과학 분야의 연구와 교육을 체계화해 온 결과, 이번에 달 탐사에 나서게 됐다”며 “이번 사업을 계기로 국제협력이 더욱 확대돼 경희의 우주과학과 우주탐사 기술력이 크게 향상될 것”으로 기대했다.