항우연은 27일 한국 최초의 달 궤도선 발사일을 2022년 8월 1일부터 9월 7일 사이로 확정했다고 밝혔다. 달 궤도선은 미국의 스페이스X사의 팰컨9 로켓에 실려 우주로 쏘아 올려져 2022년 12월쯤 달 상공 100㎞ 원형 궤도에서 1년간 임무를 수행하게 된다. 달 궤도선이 달까지 어떤 방식으로 날아갈까.
애초 계획은 궤도선이 지구를 세 바퀴 반 정도 돌아 우주로 나간 뒤 달 궤도에 진입하는 방식이었다. 발사부터 달 도착까지 30일 정도 걸린다. 하지만 이런 방식은 불가능했다. 달 궤도선 자체 무게가 기존 계획보다 늘어나 연료가 더 많이 소모되는 것으로 계산됐기 때문이다. 과기부는 이런 문제를 해결하기 위해 달 상공 100㎞ 궤도에 원형을 그리며 탐사하려는 계획을 타원형(9개월)과 원형(3개월)의 복합궤도로 수정했다. 1년간 임무를 수행하는 데 연료가 덜 들기 때문이다. 하지만 NASA는 “달의 극지방 촬영이 어렵게 된다”며 난색을 보였다.
결국 과기부는 지난해 11월 NASA의 의견을 받아들여 궤도선이 달로 곧장 향하지 않고, 100~130일 걸리는 태양으로 우회하는 방식을 택했다. 태양과 지구, 달의 중력을 활용해 궤도선을 이동하는 방법이다. 태양 방향으로 쏘아 올려진 궤도선은 태양과 지구 중력이 같아지는 지점에서 달 방향으로 이동해 달 궤도에 진입하게 된다. 달로 직접 가는 방식보다 연료를 25% 정도 아낄 수 있다.
하지만 달 궤도 진입까지 최대 150만㎞까지 멀리 돌아가야 한다. 달과 지구의 거리(38만㎞)보다 4~5배나 먼 거리다. 시간도 100~130일 이상으로 걸린다. 중력을 이용하기 때문에 자체 추진력을 이용하는 것보다 궤도선 제어도 훨씬 어렵다. 국내에서 한 번도 해보지 못한 기술이다. 우주의 먼 거리까지 나아가기 때문에 지구와 통신하기 위한 심우주 통신망이 필요하다. 심우주 통신망은 NASA의 기술적인 도움을 받기로 했다.