[테크톡] 다누리가 ‘우주휴게소’ 라그랑주로 날아가는 이유

다음달 5일 우리나라 최초의 달 탐사선 ' 다누리'가 발사를 앞두고 있습니다. 다누리는 135일 동안 우주를 비행할 예정인데, 지구에서 150만km 떨어진 '라그랑주 포인트 L1'을 지납니다.

라그랑주 포인트는 차세대 우주망원경 제임스웹, 미 항공우주국이 만들고 있는 우주 정거장 루나 게이트웨이도 향하는 곳입니다. 라그랑주 포인트가 우주 비행 궤도에 이처럼 중요한 역할을 하는 이유가 뭘까요.

우선 우리가 보는 우주는 무중력 상태가 아닙니다. 별이나 행성 등의 중력을 받기 때문에 우주에 떠 있는 물체는 계속해서 움직이게 됩니다.

그런데 서로 다른 두 천체 사이에는 중력과 원심력이 평형을 이루는 지점, 라그랑주 포인트가 발생합니다.

이곳에선 에너지를 소모하지 않아도 한 자리에 계속 머물러 있을 수 있습니다. 주변을 둘러싼 힘이 균형을 이루기 때문입니다. 지구와 태양 사이에는 5곳의 라그랑주 포인트가 있습니다. 지구와 태양 직선 상에 L1, L2, L3 3곳이 있고, 60도 간격으로 L4와 L5가 있습니다.

라그랑주 포인트 5곳 (사진 출처:NASA)

이곳에선 사실상 무중력 상태로 태양을 공전하게 됩니다. 가장 가까운 곳은 L1과 L2 지점인데 각각 지구에서 150만km 떨어져 있습니다.

연료를 쓰지 않아도 위치가 고정돼 있다는 장점 때문에 우주 관측용 위성이나 우주 망원경이 주로 라그랑주 포인트로 향합니다. 최근 딥 필드 사진을 보내와 감동을 선사한 제임스웹 우주 망원경은 라그랑주 L2 지점에 있습니다.

또 미 항공우주국이 발사한 소행성 탐사선 ‘ 루시’는 향후 10여 년 동안 L4와 L5 지점을 오가며 소행성을 탐사할 계획입니다.

이들 소행성은 모두 1만여 개로 라그랑주 포인트 L4와 L5에 머무른 채 목성 궤도를 따라 태양을 돌고 있습니다. 지난 45억 년 동안 거의 변하지 않은 원시 상태로 추정돼 초기 우주 탐사에 도움 될 것으로 보입니다.

다누리는 우선 태양 방향인 라그랑주 L1을 목표로 날아간 뒤 여기서 지구 방향으로 궤도를 수정합니다. 라그랑주 포인트는 중력이 없어 적은 힘으로도 궤도를 크게 바꿀 수 있는 장점이 있습니다.

달 탐사선 ‘다누리’

이후에는 지구 중력을 활용해 달 궤도에 진입하게 됩니다. 전체 비행거리는 595만km 정도로 비행 시간은 135일로 추정됩니다.

다누리가 계획대로 달 궤도 탐사에 성공하면 우리나라는 달 탐사에 성공한 7번째 국가가 됩니다. 이어서 2030년에는 달 착륙선을 발사하는 게 목표입니다.