[KARI 팟캐스트] 달에 가는 사람들_날.쏘.돌 항공우주 S-file 3편 [Full Ver] (2)
착륙선 안에 로봇 같은게 들어 있나요?
로봇이라하기는 그렇지만
지금 계획은 달에서 실제 움직이는 차
저희가 '로버'라고 표현하죠 무인이동차를 실어서
달에 보낸 다음에 무인이동차를 착륙선에서 달 표면으로 내려서
로버가 활동할 수 있게
그럼 혹시 저희가 가져다 놓은
이게 그런 로버 개념이라고 볼 수 있나요
네 저런 조그만한게 되는데
사실은 바퀴의 갯수도 어떤 사람은 8개 어떤사람은 6개 다양하고
지금은 설계단계고 일부 부분들은
항우연에서 독자개발하는게 아니고 출연연과 동시에 개발하고 있는
그러면 로버 크기는 착륙선 보다 더 작을꺼 아니에요
그 안에 들어가야 하니깐
그럼 얘의 크기는 추정컨대 어느 정도?
제가 크기 보다는 중량으로 말씀 드리는게 좋을 것 같아요
달 착륙선의 중량을 500kg로 보고 있고요
로버의 무게는 대략 20kg
굉장히 작을 수도 있겠네요
굉장히 작을겁니다
그런데 사실 달이나 화성에 처음 가는 경우에
로버의 중량은 작아요
예를 들면 화성에 갔던 소저너가 이정도
무게 였던걸로 기억하고요
물론 지금 미국은 화성에 1톤이나 되는 큐리오시티가 올라가 있지만
그거는 굉장히 많은 연습을 통해서 얻어진 결과이고요
초창기에는 다들 조그많게 시작하는걸
이해해 주셨으면 좋겠습니다
그러면 달 궤도선하고 착륙선이
다른나라는 그 정도 규모로 작게 가나요?
굉장히 다양한데요
최근 것만 말씀드리면
일본 셀레네 탐사선이 2007년에 발사되었는데
그 당시 3톤 정도 였습니다
3톤에는 저희가 말씀드린
기본적인 중량과 연료를 포함한 무게인데요
반면에 미국에 2009년에 달 정찰위성이라는 게 있었는데
대략 2톤 정도였고요
중국의 창어 1호가 비슷한 시기에 발사되었는데
2.4톤 인도의 챤드라 1도 비슷한 시기에 발사되었는데
굉장히 중량이 많은 편이었고요
현재 개발 중인 모델은 50kg 정도로 보이는데
그 관점에서 보면 적은데요 그런데 2000년대 초반
1990년대 후반 이때는 미국에서 발사한 달 탐사선 중에서
300kg 정도도 있었어요. 굉장히 작은것들
다까 제가 래디 탐사선 말씀드렸는데
레디 탐사선도 350kg정도밖에 되지 않습니다
그래서 기본적으로는 중량이 적은편에 속하기는 한데
대신 저희가 자랑스럽게 생각하는 건 이거에요
중량이 작을수록 임무가 제한이 되고
중요한 임무를 못하는 경우가 많습니다
대표적으로 중량이 작은 탐사선에
고해상도 카메라가 없어요
왜냐하면 고해상도 카메라들은
중량이 많이 나가는 그리고 고해상도 카메라를
잘 운영하기 위해서는 탐사선이 커야해요
많은 컨트롤러가 필요하기 때문에
550kg 작은 탐사선이긴 하지만
고해상도 카메라가 장착되어서 운영할 수 있을 정도의
기술적 완성도를 보이열고 노력하고 있습니다
고해상도라고 하면 어느 정도를 고해상도라고 하나요?
기준은 여러가지 있겠지만
비교를 하기 위해서 인도의 찬드라는 해상도가
5m~10m정도였고
일본의 셀레네도 10m정도의 해상도를 가졌는데
당시 그분들은 고해상도 카메라라고 표현하셨고요
시간도 지났고 그 사이에 많은 발전이 있었기 때문에
최소 5m 그보다 좋은 정도가 되지 않을까
지금 생각은 3m정도 되지 않을까 생각하고 있습니다
이미 많은 나라, 선진국에서는
지구 중심의 위성들을 많이 쏘아 올렸고요
해상도도 굉장히 높은걸로 알고 있는데
달에 가는건 해상도가 낮을까요?
기본적으로는 아리랑 위성만 비교해서 얘기해도
아리랑 위성에서 카메라가 들어가 있을텐데
아리랑 자체가 중량이 많잖아요
아리랑 위성 전체 중량의 10~15% 정도가 연료에요
그 말은 나머지 다른 부품에 투자할 수 있다는 뜻인데
달 탐사선 같은 경우는 절반이 연료이기 때문에
기본적으로 중량이 큰 탐사선이라고 하더라도
굉장히 좋은 시스템을 구성하는게 제한이 있고
해상도는 망원경이 크면 클수록 좋아지는건데
큰 망원경을 쓰는게 만만치 않은 일이 됩니다
해상도가 좋기 때문에 작지만
알찬일을 할 수 있다
또 달 궤도선 말고
착륙선을 봤을때는 누구나 쉽게 갔는지
실패한 역사가 있는지?
제가 예전에 조사한적이 있어요
달 궤도선을 보내서 몇%가 성공했고
착륙선을 보내서 몇%가 성공했는지 보면
궤도선은 초창기에는 실패를 했어요
하지만 요즘에는 거의 실패가 없어요
달 궤도선 성공확률은 100%에 육박
반면에 착륙선은 절반정도밖에 안됩니다
대표적인 예가
최근에 유럽에서 화성에 스피아파랠리 착륙선을 보냈다가
마지막 순간에 자체 가지고 있던 고도계가 오작동해서
더 높은 고도에 있는데 더 낮게 있다고 생각이 들어서
역분사 시스템을 꺼버리는 바람에
화성표면에 충돌해서 박살이 난적이 있었는데
여전히 2010년 2020년 가까이 되지만 착륙이라는 건
난이도가 굉장히 높은 기술이라는것을
대변해준다고 생각합니다
착륙선 기술은 많은것들을 가지고 있지 못합니다
궤도선은 인공위성과 비슷하기 때문에
많은것들을 가지고 있다고 생각이 들지만
착륙은 기본적인 하드웨어 요소
제어라는 소프트웨어적인 요소도
가지고 있지 못하기 때문에
훨씬 더 얼운 과제라고 말씀드릴 수 있습니다
또 궁금한게 궤도선에 진입하는 것들은
확률이 100%라고 하셨는데 잘하는 나라는 계속 보내니깐
확률이 계속 높아진 거고 첫 번째는 어땠는지?
제가 볼 때 화성에 갔던 인도
달에 갔던 아시아 국가들 다 처음에 성공했어요
그 말은 뭐냐면
그 사람들이 잘하는 것도 있을거에요
그렇지만 인도 같은 경우도 독자적으로 한 부분도 있지만
NASA랑 같이 연습을 했고 도움을 받은것도 있고
일본도 100% 혼자 했을 거라고 생각하지 않거든요
국제적으로 도움을 받았을 거라고 생각이 듭니다
이런 것들이 이제 자연스럽게 이루어지면서
달 탐사가 성공하지 못하면 다른나라도 좋을 게 없기 때문에
특히나 현재 달 탐사를 미국과 같이하고 있는데
미국 탑재체가 실려 있거든요 탑재체가 성공하기 위해서는
달에 들어가야 하니깐
성공확률이 높아졌다고 생각하고 있습니다
국제협력이라는 과정이 성공확률을
굉장히 높였다고 생각하고 있고요
동시에 과정을 통해서 확보하지 못했던 기술들
선생님처럼 가르쳐 주지는 않겠지만
옆에서 지켜보고 같이 얘기해 보는 과정들이
아무도 모르는 노하우가
그 사람들이 오랜 시간 축적한 경험을
굉장히 단 시간에 쌓을 수 있을 거라고 생각하고 있습니다
혹시 아까 말씀하신 시험궤도선이 먼저가고
그 다음 궤도선이 가잖아요
다른나라도 시험궤도선을 보냈는지?
이름은 시험이라는 말을 슨 나라가 없었고요
한 가지 예를 들면 중국 같은 경우 특별한 방법을 택했는데
중국은 창어1호랑 창어2호가 똑같이 생겼고
미션도 거의 비슷해요
중국은 어떤 스타일로 우주탐사를 하냐면
한번 보낸다고 하면 동시에 두개를 만들었습니다
그러면 아무래도 두 번째는 싸게 만들 수 있겠죠
첫 번째가 혹시 실패하는 경우에
두 번째를 보내기 위해 만들었는데
그러면 이제 두 가지 선택지가 있을거에요
첫 번째가 성공을 하면 두 번째는 박물관에 보내던가, 쏘던가
현재까지 중국은, 창어 1호, 2호는 그런식으로 했고요
창어 3호 부터는 봐꿨어요 발사했는데 성공했잖아요
창어 4호가 똑같은 일을 하는거였는데
성공을 하니깐 기분이 좋아서
창어 4호는 달 뒷면에 착륙하기로 했어요
그건 기술의 완성도에 따라서 변하는건데
처음에는 조심스럽죠 그러다 보니깐 백업 플랜을 준비했다가
더 이상 백업 플랜이 필요가 없다는 생각이 든 순간
누구든지 진취적으로 나올 수 있을거라고 생각이 들고요
우리도 처음이니깐 충분하다고 생각이 들 수도 있지만
아까 말씀드린 것처럼 시험용이라는 단어는
많은 것들을 시험한다는 뜻이지
궤도선 자체가 실패도 상관없는 의미는 아니라고
말씀드리고 싶습니다
용어의 차이지
모든 나라가 단계를 거쳐 발전해 가는
과정이라고 보면 되겠네요
또 착륙하는 단계에 대해서 여쭤보고 싶은데
예를들면 우주인들이 다시 지구로 귀환할 때 보면
낙하산을 타고 온다거나 역추진 해서 내려온다거나
중력을 이겨내서 살짝살짝 안전하게 도착하려고 하는데
착륙선이 달에 착륙하는 방법은?
화성에 착륙할때는 풍선을 썼어요
달에서는 풍선을 쓸 수 없어요
달에는 대기가 거의 없기 때문에
풍선 역시도 똑같은 속도로 떨어져요
유명한 시험 있지 않습니까
공기가 없을때 깃털과 쇳덩어리를 떨어트리는것과
똑같은 현상이라고 생각하시면 될텐데
달에서는 풍선을 쓸 수 없고
낙하선도 쓸 수 없죠 그것도 공기를 이용하는거기 때문에
달에서는 유일하게 추진을해서 역추진을 해서
속도를 감속시키는 방법밖에 없는데
굉장히 어려운 과정이라고 생각됩니다
왜냐하면 착륙하는곳이 평평해야 해요
계산해보면 경사도가 5도 보다 높아지면
착륙하다가 뒤집어질 확률이 높아요
그게 한가지 제한 조건이 될거고요
그 다음에 근처에 굉장히 큰 돌이 있으면
착륙하기 어렵기 때문에
실시간으로 착륙하는곳에 사진을 찍어서
이런것들을 조사해야하기 때문에
처음에는 거기 가려고 했는데
가보니깐 돌이 있을 수 도 있거든요
그러면 순간적으로 스스로 판단해서
장소를 바꿔야 하는데
문제는 지구에서 명령을 내려서 바꾸는 과정이
어렵다는거죠
그말은 자체적으로 완벽하게 인공지능처럼
알아서 판단하고 결정하고 조사하는 과정들이
자체적으로 이뤄져야 하는 일이기 때문에
쉽지 않은 일이라고 할 수 있습니다
특히나 달 뒷면에 착륙하는 경우 안 보이잖아요
더 심할수가 있죠
통신도 안될거고
통신은 아마 중계기를 만들어서
위성을 하나 쏴서 위성으 달을 돌면서 통신을 하게 만들고
지구의 통신위성처럼
네 그런식으로 하지 않을까 싶습니다
착륙은 여전히 힘들고 딱 한가지 방법밖에 없기 때문에
그리고 이거는 다시 해볼 수 없잖아요
한번 떨어지면 끝나기 때문에
궤도선 같은 경우 충돌하는게 아니라면 뭐라고 해볼 수 있지만
그거랑 똑같다고 생각이 들어요
발사체가 발사할 때 발사하다 터지면 끝나는거고
연습해 볼 수가 없잖아요
착륙하는게 굉장히 어렵네요
예를 들면 아폴로 11호 영화 보면 나오지만
처음에 착륙하려는 곳 못해서 주변을 돌다가
다른곳에 착륙하는 경우도 있잖아요
중요한 일이라고 생각합니다
지구하고 달하고 통신할 때
시차가 있을까요?
대략 1초?
거리가 38만km 빛의 속도로 1초
왔다 갔다 2초 걸리겠네요
즉석에서 조종하면서 보면서
땅을 착륙할 때 하지 못하고 인공지능으로
해야 된다고 말씀하셔서
판단하는데 시간이 걸리기 때문에
우리가 판단을 해서 어떤 명령을 내려야 하잖아요
그런데 판단 명령이 실시간으로 이루어지면 좋겠지만
그러기 어렵고
달 탐사선이 착륙할 때 속도가 대략 초속 1.6km에요
1초에 1.6km를 날라가기 때문에 판단을 못하면
1초가 지나면 확 지나가버리는 셈이 되어서
엉뚱한데 착륙할 수 있는 가능성이 있습니다
평평한 지형을 찾았어요
그래서 거기에 내려야지 하지만
거기 내리기가 어렵잖아요
어렵죠. 그게 기술이죠
그게 기술이 좋은 나라는 그거라고 생각해요
로켓을 쏘면 탄착점이 반경 100m 안에 들어가느냐
반경 1km에 들어가느냐가 기술의 차이잖아요
그거랑 똑같다고 생각하시면 될 거 같아요
또 궁금한게 착륙하기 전에
달에 대한 지면 정보를 많이 갖고 있어야 하잖아요
그렇죠 맞습니다
1차적으로는 미리 있는 자료를 활용할 수 있을텐데
실제로는 두가지 이유가 있는데
첫 번째로 이미 있는 자료가 불확실할 수 있겠죠
원하는 지역은 없을 수 있고
또 하나는 한국의 달 탐사를 하는데
만들어진 자료를 근거해서 착륙하는것도
의미있는 일이기 때문에
1단계 사업에서 고해상도 카메라를 이용해서
달에 어떤 특정한 지역, 후보지역들을 선정한 다음에
후보지역들의 자세한 영상을 구하고 3차원 이미지를 얻으면
경사면 같은 것들도 조사할 수 있을 테니깐
그런식으로 조사를 해서 착륙지를.
선정하려고 생각하고 있습니다
후보지라는게 어떤 고지일까요?
제가 이 자리에서 어디라고 말씀드리기는 어렵고요
국내 과학자들하고 해외 과학자들이
여기는 꼭 가봤으면 좋겠다라고 멀한데가 있어요
달 뿐만 아니라 화성도 있고 다 있어요
이유가 다 있겠죠 사람마다 가고 싶은 이유가 있고
그 이유들에 대해서 점수를 낸다던가 방법을 통해서
추려야겠죠 추려지면 후보지가 만들어질거고
만들어지면 사진을 찍어서 실제로 그곳으로
착륙 가능한지는 다른 일거든요
가고싶은 이유랑 착륙할 수있는지는 다른 이유이기
여러가지 조사해서 착륙이 가능하다 하는 것들이 확인되면
여러가지 요소들을 고려하면 그때 착륙할 것으로 생각됩니다
물론 이제 여러분이 모여서 결정하시겠지만
박사님이 개인적으로 여기 한번 가보고 싶다는 곳은?
아 저는 가장 가고 싶은곳은
달 남극을 가고 싶은데 굉장히 어렵습니다
남극은 통신도 어렵고 거친 환경에 놓여있기 때문에
남극에 가면 실제로 물을 만질 수도 있거든요
그런데 미국도 똑같은 생각을 하고 있습니다
처음에 가는 나라 중에 달 남극에 간 나라는 없어요
그만큼 어렵다는 얘기죠
정보들이 없어서 잘 모르는거죠
지금 생각해보면 남극도 북극도 아니고
달의 가운데쯤을 생각하고 있다고 봐야겠네요
그렇죠 뒷면은 아까 말씀 드렸지만 어려운점이 있고요
돌이 많거나 이런데는 착륙이 어려우니깐
가능하면 평지면서
아폴로 11호가 처음 간 곳이 고요의 바다잖아요
평평한데 다 이유가 있는거죠
아 지금 고요의 바다 말씀하셔서 생각이 나는데
달의 지명을 보면 지금 우리가 우리나라 말로 번역해서
고요의 바다지
원래 이름은 여러가지 나라 말들이 있잖아요
그중에 한국명칭이 있나요?
없는걸로 알고 있고요
달에 명칭을 어떻게 정하는지 조사를 해봤어요
저도 잘 모르는 부분이기 때문에
두 가지가 있는데 한 가지는 1900년대 부터
이름이 지어졌다고 생각합니다
달을 보다가 특별한 지형들이 보이면
산이면 무슨무슨 산
바다면 무슨무슨 바다
이름을 지었는데
그때는 유명한 사람들 이름을 넣었어요
케플러, 피타고라스 이런 사람들 이름을
다들 그런 사람 이름이 붙는거에 대해서 불만은 없죠
유명한 사람들이니깐
반면에 어떤게 있냐면
착륙을 하거나 미션을 하는 경우는
조그만 돌 하나도 이름을 붙여요
예를 들면 중국 같은 경우에 창어가
착륙을해서 로버가 돌아다니는데
달에 있는 조그만 돌에도 이름이?!
이름 붙일때는 자기 동료 이름을 붙일 수오도 있어요
자기들만 부르는거니깐 뭐를 못 붙이겠습니까
그런데 그렇게 해서 논문을 써요
그러면 처음에는 별거 아니었다가
나중에는 그게 다른 이름 붙이는게 어려워질 수 있어요
사실은 지금 어떻게 되어 있냐면
국제천문연맹이라는 조직이 있습니다 천문학자들의 조직인데
사실은 거기서 허가를 해주는게 맞아요
만약에 논문도 나오고 많은 사람들이 그렇게 부르기 시작하면
거기서 안된다고 말하기가 그렇겠죠
그런 일들이 비일비재하기도 해요
저희 같은 경우도 달 착륙선이 착륙을 해서
꽤 큰 돌을 발견했는데 제 이름을 쓰는건 그렇고
역사적으로 유명한 분 이름 붙이는건
문제가 되지 않는다고 생각합니다
그렇게 해서 천문연맹에서 통과가 되면
전세계적으로 그 이름을 같이 부르는거죠
그렇죠 그런데 그건 몇년정도 시간이 걸릴꺼에요
그래도 일단 먼저 쓰는게 중요해요
우리나라 명칭으로 전세계가 똑같이 불러주는것도 좋겠네요
저도 그러고 싶습니다
그리고 이제 달에 가는 방법 설명 해주셨는데
지구 안에 있으면 GPS 위성을 통해서 자기 위치가 정확한데
우주에 나가면 자기 위치를 알기가 굉장히 어렵잖아요
우주에서 탐사선의 위치를 어떻게 아나요?
그게 기술인거죠
그게 기술인데 굉장히 어렵습니다
거리는 상대적으로 쉽게 알 수 있어요
거리는 어떻게 아냐면
예를 들면 도플러 효과라는게 있죠
도플러 효과는 멀어지면
예를 들면 기차가 멀어지면 소리가 적게 들리고
기차가 가까이 오면 소리가 크게 들리는건데
과학적으로 표현을 하면 주파수가
커졌다가 작아졌다라고 표현할 수 있는데
달 탐사선 같은 경우도 그런 비슷한 것들을 알 수 있는데
거리는 두 가지 방법으로 알 수 있는데
일단 거리를 알려면 탐사선에 신호를 보내고
탐사선이 신호를 보내면 시간이 걸리겠죠
시간을 가지고 계산하면 거리를 알 수 있고
속도는 도플러 효과를 이용해서 빠르면
도플러 효과가 많이 일어나고
적으면 도플러 효과가 적게 일어나니깐 그걸로
주파수가 바뀌는걸 조사를 하면 바로 알 수 있습니다
그런데 이거는 거리와 속도만 알 수 있는데
탐사선의 위치는 거리만이 아니라
공간상에 위치를 알아야 하죠
3차원의 공간을 알아야 하는데 그게 어렵습니다
그게 기술인거고 그러기 위해서는
지상에 다양한 시설들이 필요하죠
인공위성 같은 경우 제가 알기로
별 지도라고 하죠 별 지도를 인공위성이 가지고 있어서
위치를 역으로 계산해서 찾는다라고 읽은거 같은데
달 탐사선도 그렇게 하면 안되나요?
가능하다고 생각이 드는데
굉장히 제한적일 것으로 보입니다
인공위성 입장에서는 지구만 계속 돌고 있는 상황이기 때문에
우리가 어딘지 알고 있거든요 궤도를 알고 있기 때문에
거기서 보이는 별 지도를 보고 궤도상에 어디 있는지를
상대적으로 쉽게 알 수 있는 반면에
달은 가는 동안에 이렇게 갈거라고 생각하지만
그렇지 않을 수도 있거든요
정밀도 역시도 얼마나 정밀하게 위치를 정해야 하냐면
적어도 몇 km 이내로는 정해야해요
달 까지 거리가 38만km인데 그 안에서 1~2km 정도로
위치를 정확하게 알아야하기 때문에 38만분의 1의 정밀도로
위치를 계산해야하거든요
만만치 않은 일이라고 생각하시면 될거 같습니다
