발사 92분 후 교신 성공…다누리, 달로 가는 '우주도로' 무사히 탔다

4개월 반의 여정 시작

9시40분께 지상국과 첫 교신
과기부 "BLT 궤도 진입 확인
태양전지판 펼치고 통신 원활"

5일(한국시간) 오전 다누리 발사 과정은 팰컨9 로켓에서 분리될 때까지 40여 분간 스페이스X의 유튜브에서 생중계됐다. 세계에서 약 1만 명이 이 과정을 지켜보며 채팅창에 감탄을 쏟아냈다. 다만 다누리가 완전히 성공했다고 장담하기엔 아직 이르다. 연말께 달 임무 궤도(달 상공 100㎞)에 올라서기 전까지 최대 아홉 번의 고비(궤도 수정 기동)를 넘겨야 한다. 그렇지 않으면 다누리는 ‘우주 미아’가 된다. 첫 고비는 처음 방향을 트는 7일 오전 10시에 맞는다. 과학기술정보통신부 관계자는 5일 브리핑에서 “현재까지 수신된 위성정보를 분석한 결과 다누리 태양전지판이 펼쳐져 전력 생산을 시작했다”며 “탑재 컴퓨터를 포함한 장치 간 통신이 원활히 이뤄지고 있다”고 설명했다.

케이프커내버럴, 로켓 발사로 북새통

미 플로리다주 동쪽 끝 해안에 있는 케이프커내버럴 우주군 기지는 이날 발사 직전까지 구름 한 점 없이 맑았다. 이 기지에선 세계 최고 성능 로켓들이 하루가 멀다고 우주로 향하고 있다. 다누리를 실은 팰컨9이 대기하고 있는 40번 발사장으로 가는 길 주변엔 제프 베이조스 아마존 창업자의 우주기업 블루오리진의 차세대 로켓 ‘뉴 글렌’ 발사장(36번), 록히드마틴과 보잉의 우주기업 ULA의 델타4 로켓 발사장(37번)·아틀라스5 로켓 발사장(41번)이 눈에 들어왔다.

다누리는 5일 예정 시간인 오전 8시8분 정확하게 날아올랐다. 굉음과 강한 화염을 내뿜으며 솟구친 팰컨9은 발사 뒤 2분 후부터 육안에서 사라졌다. 그러나 팰컨9에 달린 카메라가 유튜브로 다누리 안팎 우주 풍경을 생중계했다. 2분34초 뒤 1단과 다누리가 실린 2단이 분리됐다. 직후 2단이 새빨간 화염을 뿜으며 질주했다. 2단과 분리된 직후 1단은 지구로 귀환하기 위해 착륙용 공력 날개(그리드핀)를 폈다. 이 1단은 이번이 여섯 번째 재활용이다.

오전 8시49분 2단과 다누리가 분리됐다. 이때 속도는 무려 초속 10.15㎞. 다누리는 2단에서 멀어지며 우주로 홀로 나아갔다. 이후 유튜브 중계진은 “오는 9일 케네디우주센터에서, 16일 케이프커내버럴에서 팰컨9으로 스타링크 위성을 쏜다”고 무심히 말했다.

‘4개월 반’ BLT 궤도 무사히 항해할까

다누리는 발사 92분 뒤인 오전 9시40분께 호주 캔버라에 있는 미국 항공우주국(NASA) 지상국과 첫 교신에 성공했다. 다누리와 교신하는 국내 메인 지상국은 경기 여주위성센터에 SK브로드밴드가 건설한 초대형 심우주지상안테나다. 국내 최대 규모인 여주 안테나는 직경 35m에 높이 43m, 중량 710t에 이른다.

다누리는 발사 이틀 뒤인 7일 BLT(탄도형 전이) 궤적 수정 기동에 처음 들어간다. BLT는 지구와 달, 태양 간 중력을 이용해 595만6000㎞에 이르는 먼 거리를 돌아가는 방식이다. 다누리는 첫 궤적 수정 후 태양 방면으로 지구와 태양의 중력이 균형을 이루는 지점(라그랑주 포인트)까지 이동한다. 9월 2일께 초속 0.17㎞ 속도에서 추력기를 작동해 지구 방면으로 방향을 전환할 예정이다.

궤도 진입 방식과 형태를 두고 우여곡절이 많았다. 달에 가는 방법은 크게 달~지구 직항노선(39만㎞), 위상궤도 전이 방식(루프 트랜스퍼), BLT가 있다.

한국항공우주연구원은 원래 2017년엔 지구 근처를 타원 모양으로 돌다 서서히 달 원궤도로 진입하는 위상궤도 전이 방식을 택했다. 이때 다누리 중량은 550㎏이었다. 그러나 이 중량으로 260㎏짜리 연료탱크와 6개 탑재체를 싣고 원궤도를 1년간 유지하는 게 어렵다는 의견이 나왔다. 결국 지난해 중량을 678㎏으로 늘렸다. 또 9개월은 타원궤도, 나머지 3개월은 원궤도에서 운영하기로 바꿨다. 하지만 이 궤도가 적절치 않다는 NASA 자문 결과가 나오자 계획이 또 바뀌었다. 결국 ‘BLT 전이궤도’ 방식과 고도 100㎞ 원궤도를 택했다.

다누리 발사는 미국 스페이스X 팰컨9의 힘을 빌렸지만 ‘BLT 전이궤도’ 진입을 위한 방향 전환과 달 본궤도 진입엔 한국의 독자 기술력이 한몫할 전망이다. 다누리는 NASA가 미 로스앤젤레스(LA), 캔버라, 스페인 마드리드에서 운영하는 심우주안테나와 주로 교신하며 올해 말까지 4개월 반 동안 우주 여정을 지속할 예정이다.

달 본궤도에 올라서면 내년 말까지 1년간 임무를 수행한다. 다누리 안에 들어간 탑재체는 총 6개다. 이 가운데 NASA가 개발한 달 영구음영지역 촬영용 카메라 섀도캠 1개를 제외하고 나머지 5개를 국내 기업 40곳과 대학 13곳 등 산·학·연 59곳이 만들었다. 고해상도 카메라와 광시야 편광 카메라, 자기장 측정기, 우주 인터넷 시험 장비 등이다. 다누리 본체는 지난 6월 발사된 누리호 주역 기업들이 개발을 주도했다. 한화가 추진시스템을 개발하고 한국항공우주산업(KAI)이 구조체 시험 제작, 조립시험 등을 지원했다. 탑재체 개발엔 데크항공, 그린광학, 미래기술, 센서피아 등 중소기업들이 참여했다.

이해성 기자/미국 케이프커내버럴=공동취재단