미국과 소련 사이의 달 착륙 경쟁 60여년  만에 달 탐사 경쟁에 다시 불이 붙고 있다. 2020년 코로나 발생 이후 주춤했던 달 탐사 프로젝트가 5일로 예정된 한국 최초의 달 궤도 탐사선 다누리호 발사를 신호로 다시 활발해질 전망이다.

1960년대가 체제 우월성을 과시하기 위한 양자간 경쟁이었다면 이번엔 달 기지 건설과 우주 자원 확보라는 구체적인 목표가 추가되면서 한국을 포함한 신흥국들과 민간 기업까지 참여하는 다층, 다원적 경쟁 양상을 보이고 있다. 달에는 미래의 핵융합 원료로 주목받는 헬륨3가 적어도 100만톤 이상 있을 것으로 추정된다. 인류 전체가 200년 이상 사용할 수 있는 분량이다.

미국과 일본에선 우주기업들이 민간 달 착륙선 발사를 준비하고 있다. 사상 최초의 민간 달 착륙선이 올해 안에 탄생할 가능성이 있다. 그러나 코로나 팬데믹과 러시아-우크라이나 전쟁의 장기화, 러시아에 대한 서방국가들의 제재 등의 여파로 일부 국가의 경우 일정이 그대로 지켜질 수 있을지는 불투명하다.

현재 공식적으로 달 탐사를 추진하고 있는 나라는 한국을 포함해 미국과 중국, 러시아, 일본, 인도, 그리고 아랍에미리트와 영국, 멕시코 9개국이다. 예정대로라면 이 가운데 한국과 아랍에미리트, 영국, 멕시코가 올해 안에 새롭게 달 탐사국 반열에 올라선다. 이 가운데 자체 개발한 탐사선을 보내는 건 한국뿐이다. 나머지 나라들은 다른 나라의 우주선에 소형 탐사장비를 태워 보낸다. 

올해의 달 탐사 계획 중 가장 거대한 프로젝트는 미국의 유인 달 착륙 프로그램 아르테미스이지만, 세계 과학자들은 한국의 다누리호에 지대한 관심을 표명하고 있다.

유명 국제 과학학술지 ‘네이처’와 ‘사이언스’는 최근 장문의 기사를 통해 다누리호에 대한 과학계의 기대를 소개했다.

‘네이처’는 ‘모두가 무척 흥분해 있다’는 제목의 기사에서 “다누리호가 과학자들을 매료시키고 있다”고 평가했다. ‘사이언스’는 노트르담대 클라이브 닐 교수의 말을 인용해 “한국의 달궤도선이 달에 관한 중요한 정보를 생산할 일련의 장비들을 가져간다”고 전했다.

12월 초 달 상공 100km 궤도에 도착하는 다누리호에는 한국이 개발한 5개의 장비와 미국항공우주국(나사)이 개발한 달 영구음영지역 관측카메라 ‘섀도캠’이 탑재돼 있다.

과학계는 이들 장비 가운데 한국천문연구원이 개발한 광시야 편광 카메라 폴캠(PolCam)에 큰 기대를 걸고 있다. ‘네이처’와 ‘사이언스’는 이 카메라에 대해 일제히 “달 관측에서 새로운 지평을 열 장비”라고 평가했다.

무게 3kg의 이 카메라는 사상 최초로 편광을 이용해 전체 달 표면 지도를 작성한다. 물체가 빛을 산란시키는 방향(편광)을 분석해 달 표면에 어떤 입자와 암석들이 어떻게 분포돼 있는지 파악할 수 있다. 예컨대 헬륨3 및 월면의 마그마 분출과 관련이 있는 티타늄의 100미터 고해상도 분포도가 가능다고 천문연구원은 설명한다. 이는 향후 달 자원 탐사 후보지와 착륙지 선정 등에 유용한 자료가 될 것으로 기대된다.

존스홉킨스대 응용물리학연구소 레이첼 클리마 교수(행성지질학)는 ‘네이처’에 “달에는 동화속의 성을 연상시키는 작고 구멍 숭숭 뚫린 탑 모양의 희귀한 구조물이 있는데 편광 카메라 덕분에 이를 연구할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 이런 구조물은 중력이 강한 지구에서는 생겨날 수 없어, 그동안 연구가 어려웠다. 폴캠의 데이터를 이용해 화산재 퇴적물을 분석할 계획인 윌리엄 패런드 우주과학연구소 수석연구원(행성지질학)은 폴캠을 “신기원을 여는 장비”라고 표현했다.

산타크루즈 캘리포니아대(UCSC) 이안 개릭-베델(행성과학) 교수는 “달 표토의 질감과 입자 크기를 담은 달 표면 지도가 완성되면 달에 관한 과학적 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것”으로 기대했다.

다누리호에 탑재된 나사의 섀도캠도 큰 기대를 받고 있다. 달의 영구음영지역에는 달 형성 초기에 혜성 충돌 등으로 내부에서 표면으로 튀어나온 휘발성 물질이 수십억년 동안 그대로 갇혀 있을 것으로 추정된다. 섀도캠은 이 물질의 정체를 밝혀낼 수 있다.

경희대 연구진이 개발한 ‘달 자기장 측정기’(KMAG)도 주목받는 장비다. 달 표면에서는 강력한 자기장이 감지된다. 이는 달의 핵이 매우 작다는 걸 고려하면 매우 특이한 현상이다. 자기장 측정기는 이 수수께끼를 푸는 데 일조할 수 있다. 개릭-베델 교수는 “우주선의 수명이 끝날 즈음 달에서 20km 떨어진 거리까지 날아가 달 자기장을 더 잘 측정한다면 흥미로운 결과가 나올 수 있을 것”이라는 희망을 피력했다. 그러기 위해선 다누리호를 달 표면에 충돌시켜야 하지만 이는 아직 결정되지 않았다. 다누리호 발사 주체인 한국항공우주연구원은 임무 종료 6개월 전인 2023년 6월 다누리호의 활동을 어떤 식으로 마무리할지 결정할 계획이다.

칼라 사진을 자랑하는 왜인의 우둔함.