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현재 상태 |
탐사 중 |
진행상황 | ||||||
계획 | 개발 | 발사장 이송 및 점검 | 발사 및 항행 | 달 궤도 진입 | 탐사 | 임무종료 |
다누리 Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) | ||
<colbgcolor=#0047a0><colcolor=#fff> 설계 및 제작 | 한국항공우주연구원 | |
총 중량 | 678kg (연료 무게 260kg 포함)[1] | |
크기 | 1.82m×2.14m×2.29m (임무 너비 6.3m) | |
탑재체 수 | 6기 | |
발사일 | 2022년 8월 5일 (한국시간 기준) | |
발사체 | 팰컨 9 블록 5[2] | |
발사 장소 | 미국 플로리다 주 케이프 커내버럴 우주군 기지 | |
전이 궤도 | BLT/WSB | |
운용 궤도 | 달 상공 100km 원 궤도, 경사각 90도 | |
임무 기간 | 3년[3] | |
궤적수정기동 (TCM) | 1차 : 성공 (22. 8. 7.) 2차 : 생략 3차 : 성공 (22. 9. 2.) 4차 : 생략 5차 : 성공 (22. 11. 2.) | 6차 : 성공 (22. 11. 16.) 7차 : 생략 8차 : 생략 9차 : 생략[4] |
달 진입 기동 (LOI) | 1차 : 성공 (22. 12. 17.) 2차 : 성공 (22. 12. 21.) 3차 : 생략 (22. 12. 23.) | 4차 : 성공 (22. 12. 26.) 5차 : 생략 (22. 12. 27.)[5] |
웹페이지 | | [6] | |
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1. 개요
다누리는 한국항공우주연구원이 개발하여 2022년 8월 5일에 발사한 대한민국 최초의 달 궤도 탐사선이다. 달 궤도를 돌며 달을 탐사하는 것을 목표로 한다. 2022년 12월 28일, 다누리가 달 궤도 진입에 성공하면서 대한민국은 세계 7번째 달 탐사국[7] 반열에 올랐다.다누리의 정식 영문명은 Danuri이며, NASA에서는 KPLO(The Korea Pathfinder Lunar Orbiter)로 칭하는 가운데 NASA 이외의 해외 우주관련 기사에서는 대부분 Danuri로 명기한다.
2. 목표
다누리의 목표는 달 탐사 기술과 과학을 향상시키는 것으로 우주 탐사 위성 기술의 독자 개발, 국제 협력 증진, 미래 달 자원 확보 및 우주 영역 증대, 새로운 세대에게 우주 관련 활동에 대한 영감과 교육 등을 목표로 한다.위성 본체 개발 기술은 대부분 확보되어 있으므로 심우주 탐사 위성 개발 관련 기술인 비행/관제/제어 기술 (소위 심우주 G(Guidance), N(Navigation), C(Control) 기술) 및 심우주 지상국 개발 기술, 대형 추진 시스템 개발 기술을 획득/검증하는 것이 목표이다.
과학적 목적은 2단계 달 임무인 달 착륙지 선정을 위한 달 표면의 고해상도 영상 촬영, 달의 지질과 자원 탐사, 달 표면과 근처 영역의 우주환경 연구로 달 자기장 지도 획득, 방사능 세기 연구 및 고에너지 입자 밀도 연구 등이 있다.
3. 제원
다누리는 발사형상 체적이 1.82m(가로)×2.14m(세로)×2.29m(높이), 궤도형상 체적은 6.30m(가로)×3.18m(세로)×2.67m(높이)에 총 중량 678kg(연료 260kg 포함)이다. 탑재체의 기능을 지원하는 본체 및 궤도선 고유의 임무를 수행하는 탑재체(6개, 총 34.2kg) 두 부분으로 구성되었고, 소비 전력은 760w이다.3.1. 플랫폼(본체)
- 본체 컴퓨터 + 임무 시스템
- 항행항법 장치 + 유도제어 장치 + 신호전력분배 장치 + 전장품열제어 장치 + 태양전지판 2개
- 심우주통신 장치 + 고이득 안테나 + 저잡음 수신기
- 추진분리제어 장치 + 30N급 하이드라진 궤도조정용 추력기[8] 4기 + 4.45N급 하이드라진 자세조정용 추력기 8개
3.2. 탑재체
다누리 주요 탑재체 |
- LUTI (Lunar Terrain Imager); 고해상도 카메라 [12.0kg]
- 한국항공우주연구원 개발
- 한국형 달 탐사선이 착륙할 수 있는 후보지를 촬영하는 5m급 고해상도 카메라
- NSSDCA ID: 2022-094A-01
- PolCam (Wide-angle Polarimetric Camera); 광시야 편광카메라 [2.6kg]
- 한국천문연구원 개발
- 달 표면 입자 및 우주선의 영향을 분석하기 위해 달 표면 편광영상을 촬영하는 장비
- NSSDCA ID: 2022-094A-02
- KMAG (KPLO Magnetometer); 자기장 측정기 [3.2kg]
- 경희대학교 개발
- 달 표면에서 100km 상공까지의 자기력을 측정하는 자력계
- NSSDCA ID: 2022-094A-04
- KGRS (KPLO Gamma-Ray Spectrometer); 감마선 분광기 [6.3kg]
- 한국지질자원연구원 개발
- 달 표면을 이루는 원소의 성분과 분포 양상을 분석하는 장비
- NSSDCA ID: 2022-094A-03
- DTNPL (Delay Tolerant Network Payload); 우주인터넷 탑재체 [0.8kg]
- SHC (ShadowCam); 영구음영지역 카메라 [9.3kg]
- NASA(애리조나 주립대학교) 개발
- 물에 대한 증거를 찾기 위해 달 표면에서 영구적으로 그림자가 있는 지역의 반사율을 측정하는 장비
- NASA는 SHC의 임무자료가 아르테미스 계획의 달탐사선 착륙지 선정에 관한 중요 정보로 활용된다고 공지#
- NSSDCA ID: 2022-094A-05
탑재체 및 그 목적들을 보면 알겠지만 다누리는 한국형 달 착륙선을 띄우기 위한 준비이면서, 동시에 아르테미스 계획과 그 이후 인류의 달 탐사의 선봉이 될 예정이다. 다누리는 LUTI, KGRS, PolCam으로 달의 지형도와 자원 지도를 완성하고, 섀도우캠으로 달 남극의 물 분포를 분석해 최적의 달 기지 건설부지를 찾아내어 미래 인류의 달 탐사에 크게 기여할 것은 물론, DTNPL으로 세계 최초의 지구-달 우주 인터넷을 실증해 향후 루나 게이트웨이와 그 이후 건설될 월면 기지에서 이를 응용할 수 있는 기반을 마련할 것이다.
한국항공우주연구원에서 개발하는 LUTI를 제외한 다른 국내 탑재체들은 공모를 통해 2016년에 선정되었다. 한미 우주협력협정에 따라 NASA로부터 한국에서 처음 시도하는 심우주 비행/관제/제어 기술에 대한 지원을 받는 대신 NASA의 탑재체를 싣기로 하였으며, 미국 애리조나 대학교에서 제안한 섀도우 캠(Shadow Camera, SHC)을 2017년 NASA에서 선정하였다.# 이 탑재체는 달의 극지방의 영구적으로 어두운 부분을 집중적으로 관측하여, 극미량 존재하는 달의 물 분자를 탐지하는데 기여 할 것으로 예상된다.
3.3. 시스템 사양
Microchip Technology[12] LEON2-FT AT697F 32비트 프로세서 | |
코어클럭 | 80~100MHz |
L1 캐시 | 32KB 인스트럭션 16KB 데이터 |
L2 캐시 | 없음 |
코어수 | 1 |
명령어 셋 | SPARC V8 |
버스 인터페이스 | PCI 2.2 + MIL-STD 1553B + DMA/UART |
메모리 | 6MB CPU SRAM 4MB EEPROM 64KB PROM --MB SDRAM |
저장장치 | 16GB NAND 플래시 메모리 |
부가기능 | SpaceWire[13] 인터페이스 카드 |
소프트웨어 | 윈드 리버 VxWorks 6.5 |
전송속도 | X-bend 295.31 Mbit |
4. 경과
4.1. 개발
2019년 9월 항우연은 위상 전이 궤적을 사용하기로 결정했다. 늘어난 위성중량에 따른 연료부족 문제를 해결하기 위해 1년 내내 100km의 원궤도에서 운용하기로 한 것을, 9개월 타원궤도(장반경 300km, 단반경 100km) + 3개월 원궤도(100km)로 조정한 것이다. 중간에 탐사선의 궤도를 변경해야 한다는 고난이도 과제가 있어서 이를 위한 NASA의 지원이 필요한데, 초반에 NASA 측은 이러한 항우연의 궤도수정 계획에 반대했다.#
이에 NASA는 WSB(Weak Stability Boundary) 궤적을 이용하여 달 궤도에 진입하는 방법을 제안했다. 이는 탐사선을 라그랑주점(Lagrangian point) 중 L1 포인트까지 보낸 후 약간의 추력을 이용해 달 궤도로 보내는 방법으로, 연료소모량이 적다. 중량이 늘어남에도 항우연이 희망하는 탐사기간 1년을 충족시킬 수 있지만, 성공한 지 30년도 안 지난 비교적 최신예 항법으로 우주개발에 막 뛰어든 대한민국과 같은 국가에겐 무리수였다.
그러나 아르테미스 계획과 연결되면서 NASA가 WSB 궤적에 대한 기술지원을 해주겠다고 적극적으로 자처하였다. 항우연 측에서 NASA의 제안을 받아들이기로 했으며# 최종적으로는 '달 궤도 전이 방식'(BLT/WSB)으로 확정됐다.#
2021년 4월. 달 궤도선 개발이 완료됐다.#
2021년 8월 30일, NASA에서 개발한 주요 탑재체중 하나인 섀도캠이 탑재되었다.#
2021년, 궤도선의 조립 시험과 환경 시험을 완료하였다.
2022년 1월 26일부터 2월 28일까지 궤도선의 이름 공모전을 진행했으며, 2022년 5월 23일 최종적으로 다누리로 결정되었다.관련 사이트
2022년 7월 5일 특수 컨테이너에 실려 항우연을 떠났으며, 항공편을 통해 미국 발사장으로의 이송을 시작했다. #
2022년 7월 7일 아틀라스 항공 보잉 747-400F 화물기에 실려 올랜도 국제공항까지 [14] 이송된 뒤 케이프 커내버럴 우주군 기지에 무사히 도착했고 #, 이후 시스템 점검, 추진제 극성시험, S밴드 통신시험 등을 거치며 이상이 없음을 확인했다.
위와 같은 달 궤도선 다누리 개발비를 포함한 총 탐사 비용은 2019년에 당초 계획한 1,978억 원에서 355억 원이 추가되어 2022년 8월 초 기준 총 2,333억 원이 투입되었다.
4.2. 발사 및 항행
다누리의 우주 항행 과정 및 임무 궤도 |
태양 기준 다누리의 우주 항행 과정 |
【완료 사항】
- 다누리(KPLO)는 당초 한국시간 8월 3일에 발사될 예정이었으나, 스페이스X사가 다누리를 발사할 팰컨 9 발사체 점검 작업 지연으로 인해 8월 5일로 발사가 연기되었다.
- 한국시간 2022년 8월 5일 오전 8시 8분[16], 미국 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 KPLO가 스페이스X의 팰컨 9 블록 5로 발사됐다.[17] KPLO는 발사 40분 22초 만에 고도 약 703㎞에서 팰컨 9 2단과 초속 10.15㎞의 속도로 분리됐고, 태양전지판을 펼쳐 전력을 만들기 시작하여 발사 92분 후 지상국과 첫 교신을 하였다.
- 한국시간 8월 5일 오후 2시경, KPLO가 달 전이궤도에 성공적으로 진입하였다. 발사 후 24시간이 경과한 6일 오전에 고이득 안테나를 펼쳤으며, 10시 29분에는 KPLO와 지상 간 교신으로 탐사선이 정상운용 모드에 있음을 확인하였고 24시간 위치 추적을 개시했다.[18]
- 8월 7일 오전 10시경, 항공우주연구원은 KPLO의 추력기를 켜서 궤적 오차를 보정하는 첫 궤적 수정 기동을 성공적으로 수행했다. # 약 4개월 반에 걸친 기간에 KPLO는 지구에서 달까지 최대 9번의 궤적 수정 기동을 하는데, 미 항공우주국(NASA)과 협력 하에 연료 소비를 최소화하는 BLT(Ballistic Lunar Transfer) 방식으로 통신 관제를 받으며 항행한다.
- 본래 8월 12일 2차 궤적 수정 기동이 예정되어 있었지만, 1차 궤적 수정 기동이 예상보다 정밀하게 이루어짐에 따라 2차 궤적 수정 기동은 수행하지 않았다.
- 9월 2일, KPLO는 라그랑주 지점(L1)에 이르러 초고속 비행에서 초속 0.17㎞(시속 612km)로 속도를 낮춰 자세를 제어하면서 지구-달 쪽으로 방향을 트는 가장 중요한 3차 궤적 수정을 성공적으로 시행하였다. 또한 궤적수정기동이 성공적으로 수행됨에 따라, 당초 9월 16일로 계획되었던 다음 궤적수정기동은 생략했다.
- 11월 2일 오전 11시에 5차 궤적 수정 기동을 수행했다.
- 11월 7일, 다누리에 장착된 고해상도 카메라로 9월 15일 ~ 10월 15일까지 한 달간 매일 한 번씩 달의 공전 과정을 촬영해 하나로 합성한 사진을 공개했다. 한국항공우주연구원의 설명에 따르면 본래 기획된 임무는 아니고, 8월 말에 연구팀에서 더 의미 있는 일을 해보자를 취지에서 여러가지 아이디어를 검토 후 이 촬영이 가장 적합하다고 판단해 수행한 것이라고 한다. 특히 지구와 달이 항상 한 화면에 담기도록 조정하려면 고도의 자세 기동이 필요한데, 이걸 무난히 해낼만한 기술력과 노하우가 있다는 걸 실제로 증명하는 계기가 되었다고 한다. # 또한 지난 10월 9일에 다누리에 장착된 감마선 분광기로 블랙홀 탄생으로 발생한 감마선 폭발도 관측했다는 사실도 공개했다.
- 11월 7일, 한국전자통신연구원(ETRI)에서 항우연, 미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)와 함께 8월 25일(지구로부터 약 121만km 거리)과 10월 28일(약 128만km 거리) 두 차례 우주 인터넷 탑재체 성능검증시험을 수행해 성공했다는 발표를 했다. 전자의 실험에선 다누리에 저장해뒀던 ETRI 전경 사진과 방탄소년단의 Dynamite MV를 재생해 전송하는 데 성공했으며, 후자의 실험에선 ETRI가 보낸 문자를 다누리가 받아 그대로 재전송하는 문자메시지 송·수신에 성공했다.[19] 두 번 모두 통상 통신거리의 3배 이상 멀었음에도 성공적으로 인터넷이 작동함을 확인한 의의가 있다. #
- 12월 17일 오전 2시, KPLO는 첫번째로 달궤도 진입 임무를 개시했는데, 1차 달궤도 진입에 필요한 약 8,000km/h에서 약 7,500km/h으로 감속 운행, 달 궤도 안착 위치 등 종합적인 분석결과 달 궤도 진입에 성공했다고 한국시간 12월 19일 12시 경 월요일 한국항공우주연구원에서 공식적으로 발표하였다.[20] 1차 달궤도 진입 경로 안착은 가장 어려운 단계로 여겨지고 있다.
- 12월 28일 오전 10시, 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 2022년 12월 27일에 다누리가 달 궤도 진입을 성공하였다고 밝혔다. 이후 15시, 브리핑을 통해 오태석 과학기술정보통신부 1차관은 "이번 다누리의 궤도 진입 성공으로 2032년 달 착륙선을 보낸다는 목표가 현실적인 목표가 됐다"며 "궤적을 설계하는 기술이라든지, 항행, 관제기술, 우주공간에서 심우주통신기술 등 중요한 기술을 다 해보며 (달 탐사의) 첫 단추를 열었다"고 평가했다. #1 #2 #3
- 다누리는 2023년 1월 초, 초속 약 1.62km(5,832km/h)의 속도로 임무 궤도인 달 상공 100km(+/-30km)을 약 2시간 주기로 공전 중이다.
- KPLO는 2023년 1월 2일부터 2월 3일까지 시운전을 마치고 본격적인 달 탐사 임무를 개시했다.[21]
4.3. 탐사
KPLO가 달 궤도에 안착하면 한달 가량 본체의 기능 시험, 각 탑재체 초기동작 점검, 광학탑재체 검보정 등 시운전을 한 뒤, 2023년 2월 4일부터 본격적인 탐사 임무에 착수했다.KPLO의 정상운용 궤도는 달 상공 100km이며, 달의 북극-남극을 지나는 궤도를 하루 12회 공전하면서 달 관측 및 과학기술 임무를 수행한다. 필요시 탐사선의 안정적인 궤적 유지를 위한 궤도 기동과 태양 직사광 노출에 따른 열 조건 유지 차원에서 회전 기동을 행한다.
이러한 KPLO의 탐사 활동은 대전에 있는 임무운영센터(KMOC)에서 심우주 통신용 대형안테나가 위치한 경기여주위성센터[22] 및 NASA 산하 DSN 기지국을 통해 관제한다.
| |
KPLO와 교신을 위해 구축된 심우주 안테나[23]【경기도 여주】 (지름 35m, 높이 42.7m, 무게 709.55톤, 사업비 248억원, 구축비 174억원) | KPLO와 교대로 통신하는 국외 심우주 안테나 【스페인 마드리드(상) 및 LA 골드스톤(하)】[24] NASA 산하 DSN 기지국 실시간 통신상황 보기 (KPLO 포함) |
2023년 6월 27일, 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원에서 다누리의 임무운영 기간을 당초 계획인 1년에서 3년으로 연장했다고 밝혔다. 즉, 본래 계획상으론 2023년 12월 즈음에 임무를 종료할 예정이었는데, 2025년 12월까지 달 탐사를 이어가게 된 것. 팰컨 9이 정확하게 계획된 경로로 다누리를 올려줬고, 항행 및 달 궤도 안착 과정 또한 매우 정밀하게 이뤄져 본래 202.64㎏로 예상됐던 연료 소모량이 172.92㎏만 사용한 것으로 분석되었다고 한다. 현재 남은 잔여연료량이 약 80kg 정도라 연간 평균 연료사용량을 약 26~30㎏로 잡으면 최소 2년 이상은 임무연장이 가능하고, 그 이후엔 다누리 본체 부품의 노후화 문제로 인해 하루의 2/3 정도만 가동하는 식으로 운영하는 제약이 생기지만 탐사에는 크게 지장이 가는 수준은 아니라고.
일단 1년은 예정 임무를 마치고 추가 2년동안 이전 촬영 위치를 더욱 자세히 촬영하고 다른 각도에서 찍는 임무 및 통신 실험을 하기로 했다.
5. 다누리가 보내온 자료들
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12월 31일 | 1월 1일 | }}} |
2023년 1월 다누리의 첫 달 표면 사진들 | ||
{{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] | ||
1월 5일, 레이타 계곡 | 1월 13일, 폭풍의 바다 | |
1월 10일, 비의 바다 | }}} |
6. 인력
- 한국: 한국항공우주연구원 달탐사사업단(단장 김대관) 및 위성관제실 등 KARI 요원 40여명, 민간 우주기업 전문가 30명 등 총 70여명
- 미국: NASA 먀샬우주비행센터 케일럽 패셋 박사, 우주과학연구원 달탐사분야 학자 2명 및 4개 대학의 우주분야 과학자 등 총 9명#[27]
7. 타임라인
===# 발사 준비 절차 #===날짜 (미국 현지기준) | 카운트다운 | 이벤트 |
7/6 ~ 7/8 | L-27d ~ L-25d | 발사장 도착 및 발사 준비 작업장 이동, 시스템 점검 준비 |
7/9 ~ 7/11 | L-24d ~ L-22d | 시스템 점검 |
7/12 ~ 7/13 | L-21d ~ L-20d | 추진 시스템 극성 시험, S-Band 통신 시험 |
7/14 ~ 7/18 | L-19d ~ L-15d | 추진제 충전실 이동 및 누유 시험 |
7/19 ~ 7/22 | L-14d ~ L-11d | 연료 충전 및 충전 후 마무리 작업 |
7/13 ~ 7/25 | L-10d ~ L-8d | 최종 발사 형상 확인 및 점검 |
7/26 ~ 7/28 | L-7d ~ L-5d | 페어링 모듈에 탑재 및 페어링 모듈과 발사체 결함 |
7/29 ~ 7/31 | L-4d ~ L-2d | 발사대 이동 및 점검 |
8/1 | L-1d | 발사대 기립 및 발사 대기 |
날짜 (미국 현지기준) | 카운트다운 | 이벤트 |
8/4 18:30 | T-00:38:00 | SpaceX Launch Director는 추진제 적재를 확인 |
8/4 18:33 | T-00:35:00 | RP-1 (로켓급 등유) 적재중 |
8/4 18:33 | T-00:35:00 | 1단계 LOX (액체산소) 적재 진행 중 |
8/4 18:52 | T-00:16:00 | 2단계 LOX [28] 적재 진행 중 |
8/4 19:01 | T-00:07:00 | 팰컨 9는 발사 전에 엔진 냉각을 시작 |
8/4 19:07 | T-00:01:00 | 최종 사전 발사 확인을 시작하기 위한 비행 컴퓨터 명령 |
8/4 19:07 | T-00:01:00 | 비행 압력에 대한 추진제 탱크 가압 시작 |
8/4 19:07:15 | T-00:00:45 | SpaceX Launch Director, 발사 확인 |
8/4 19:07:57 | T-00:00:03 | 엔진 컨트롤러는 엔진 점화 시퀀스를 시작하라는 명령을 내림 |
8/4 19:08 | T+00:00:00 | 팰컨 9 발사 |
8/4 19:09:15 | T+00:01:15 | Max-Q [29] |
8/4 19:10:34 | T+00:02:34 | MECO [30] |
8/4 19:10:39 | T+00:02:39 | 스테이지 분리 |
8/4 19:10:46 | T+00:02:46 | SES-1 [31] |
8/4 19:11:17 | T+00:03:17 | 페어링 분리 |
8/4 19:14:56 | T+00:06:56 | 1단 재진입 점화 |
8/4 19:16:05 | T+00:08:05 | SECO-1 [32] |
8/4 19:16:40 | T+00:08:40 | 1단 착륙 |
8/4 19:42:22 | T+00:34:22 | SES-2 [33] |
8/4 19:43:21 | T+00:35:21 | SECO-2 [34] |
8/4 19:48:22 | T+00:40:22 | 페이로드 분리 |
8/4 19:52:53 | T+00:44:53 | 달 전이궤적 진입 |
8/4 19:53 | T+00:45:00 | 태양전지판 전개 |
8/4 19:59 | T+00:51:00 | 태양전지판 전력생성 시작 |
8/4 20:08 | T+01:00:00 | 지상국 교신 및 달 궤도선 초기 점검 시작 |
8/5 | T+1:00:00:00 | 고이득 안테나 지구 지상국 지향 |
날짜 (미국 현지기준) | 카운트다운 | 이벤트 |
8/7 | T+2:00:00:00 | 궤적수정기동 1 |
9/2 | T+29:00:00:00 | 궤적수정기동 3 [35] |
9/13 | T+40:00:00:00 | 태양-지구 L1 라그랑지점 [36] |
9/27 | T+54:00:00:00 | 최대 거리 도달 [37] |
11/2 | T+90:00:00:00 | 궤적수정기동 5 [38] |
11/16 | T+104:00:00:00 | 궤적수정기동 6 [39] |
12/17 | T+135:00:00:00 | 달 진입 기동 1 |
12/21 | T+139:00:00:00 | 달 진입 기동 2 |
12/26 | T+144:00:00:00 | 달 진입 기동 4 [40] |
12/28 | T+146:00:00:00 | 달 진입 기동 5 |
12/31 | T+146:00:00:00 | 임무 궤도 달성 [41] |
2023/02/04 | T+181:00:00:00 | 약 2시간 주기로 달을 공전하며 1년간 달 표면 관측등 임무 수행 |
2023/06/27 | T+324:00:00:00 | 임무 운영 연장 결정 |
2025/12/?? | T+???:00:00:00 | 다누리 임무 종료 예정[42] |
8. 기타
8.1. 명칭
이름이 지어지기 전에는 한국형 달 궤도선 또는 시험용 달 궤도선으로 불렸으며, 이후 공모전을 통해 다누리로 불리게 되었다. 다누리는 대한민국 달 탐사 계획의 1단계 사업이기도 하다.8.2. 누리호가 아닌 팰컨 9으로 발사한 이유
- 누리호는 1톤급 탑재체를 고도 수백km 이내로 쏘아올리기 위한 저궤도용 로켓이며, 때문에 그보다 훨씬 먼 거리인 달까지 보낼 추력이 한참 부족하다. 반면 팰컨 9은 누리호 2배의 추력으로 달은 물론이고 라그랑주점 L2까지 페이로드를 보낼 수 있을 만큼 힘이 충분하다.#
- 다누리를 발사하는 시점에서 누리호는 단 한 번의 발사 성공 경험밖에 없어서 다누리와 같은 중요 화물을 탑재하기에는 아직 신뢰도가 떨어진다. 그에 반해 팰컨 9은 수 백번의 미션을 성공해 신뢰도가 월등이 높다.
- 팰컨 9은 1단 발사체 재사용이 가능한데, 재사용 옵션을 선택해서 쏘면 스페이스X 측에서 비용의 약 30% 정도를 할인해준다. 즉, 타 발사체에 비해 비용적으로 저렴해 예산을 아낄 수 있는 것. 참고로 금번 다누리(KPLO) 발사체에 쓰인 팰컨 9 1단(B1052)은 여섯 번째 발사다.[43]
- 다누리에는 위성 자세를 제어하는 자이로스코프가 장착되는데, 이 부품은 한국산 기술이 아닌 미국산 부품으로 미국 발사체가 아닌 타국 발사체에 이를 장착해 발사하려고 하면 ITAR 기술 통제에 걸린다.# 쉽게 말해, 인공위성에 타국이 생산한 특정 부품이 들어가면 한국에서 개발한 발사체의 성능과 신뢰도가 충분하더라도 못 쏘아 올린다는 말이다. 다누리 개발에 미국산 부품이 들어갔고 그 때문에 발사체도 미국산인 펠컨 9을 사용해서 쏴야 했다.
8.3. 그 외
- 2023년 4월 7일 기념우표로 발행될 예정이다.
- 다누리 탐사선은 아폴로 계획에 따른 아폴로 11호와 17호의 착륙지 사진을 촬영하는데 성공했으며, 그 사진에는 레이저 반사경과 같은 구체적 장비들까지도 선명하게 나타나 있다.
- NASA는 다누리에 자기들이 만든 SHC(Shadown Cam)을 탑재하기를 원했다고 한다. 그런데, 이는 원래 계획에는 없던 내용이고 , 게다가 이 카메라의 중량이 적지 않다 보니 기존 궤도를 사용할 수가 없었다고 한다. 기존 계획에서 크게 벗어나야 했지만, 그렇다고 NASA 와의 협업을 포기할 수도 없다 보니, 이를 수용하고 새로운 궤도를 연구해야 했다. 그래서 나온 것이 'WSB 전이 궤적' (또는 탄도형 달 전이 방식 궤적, BLT 궤적)이라고 부르는 것이었는데, 시간은 오래 걸리더라도 연료를 크게 절약할 수 있는 궤도였다. NASA의 승인하에 이 궤도가 최종 채택되었다. # #
- 다누리가 최종 채택한 궤도는 시간은 오래 걸리더라도 연료를 적게 쓰는 궤도인데, 연료를 아낄 수 있다 보니 위성의 수명이 길어졌다. 원래 계획으로는 수명이 1년이었지만, 연료 절약에 따라 2년정도 임무 기간을 더 늘려 대략 3년간 활동할 수 있게 되었다. # 뿐만 아니라 달 궤도 진입때 궤적수정기동(TCM)은 9회 계획을 4회만에 끝냈고, 달 진입 기동(LOI)은 5회 계획을 3회만에 끝내며 달 위성 궤도에 안착했다. 연료를 아낀 만큼 위성의 수명은 더 길어 질 수 있게 되었다.
9. 참여 산업체
다누리 개발 참여 산업체 | |
기업명 | 주요 역할 |
본체 | |
한화 | 추진시스템 제작 |
큐니온 | 통신분배장치 제작 |
아이원스 | 궤도선 상태정보 인터페이스 장치 제작 등 |
링스컴퓨터 시스템즈 | 시험용 장비(전기시험용 자세제어 시뮬레이터) 개발 |
KAI | 구조체 시제작, 조립시험 지원 등 |
에이엠시스템 | 설계지원(도면제작) 등 |
티오엠에스 | 설계지원(설계모델 분석) 등 |
캠틱종합기술원 | 기계조립/검사용 장비 제작 등 |
AP위성 | 전장품(탑제컴퓨터 등) 개발, 시험장비 제작 등 |
JIT | 전기시험 지원 |
솔탑 | 전기시험장비 제작 등 |
MTG | 전기지상지원 장비 설계 및 제작 |
이이엠티 | 지상전기시험장비 제작 |
웨이브온 | 주파수 국제등록 기술지원 |
비엔씨텍 | 배터리 유지보수 장치 제작 |
모루기술 | 열 제어부 온도센서 제작 |
본체/탑재체 | |
이엘엠 | 고해상도카메라 열 제어부, 정전기방지 스크린 제작 등 |
탑재체 | |
i3Systems | 고해상도카메라 전자모듈 개발 |
한화시스템 | 고해상도카메라 전원공급유닛 개발 |
데크항공 | 고해상도카메라 고안정구조체 개발 |
그린광학 | 고해상도카메라 렌즈모듈 개발 |
루미르 | 우주인터넷 탑재체 전자부 제작 |
(주)샛별 | 광시야월면편광카메라 광학계 제작 |
미래기술 | 광시야월면편광카메라 열해석 |
인공위성연구소 | 광시야월면편광카메라 전자부 제작 |
센서피아 | 자기장측정기 센서 제작 |
라컴텍 | 자기장측정기 CFRP 붐 제작 |
뉴케어 | 감마선분광기 전자부 제작 |
심우주지상시스템 | |
SK브로드밴드 | 심우주지상안테나 제작 |
케이씨이아이 | 비행항법시스템 HW 개발 |
쎄트렉아이 | 비행항법시스템 SW 개발 |
한컴인스페이스 | 지상국운영 통합 소프트웨어 개발 |
비온디솔루션 | 해외와 연동가능한 통신지연 극복 장비 개발 |
제이아이티솔루션 | 달 궤도선 탑재 모듈 모사 SW 개발 |
2단계 선행(로버/원자력전지) | |
스페이스솔루션 | 고성능 티타늄 연소관 개발을 위한 성형 및 용접공정 개발 |
현대로템 | 로버 구조 구동부 설계/제작 |
나노퓨어웍스 | 방사성동위원소 열원원료합성 공정설계 |
SE&T | 저궤도시험용 원자력전지 시제품 제작 등 |
씨에스엔지니어링 | ETG 구조체 및 복사열 차폐제 제작 |
에이스시스템즈 | 원자력전지 성능평가용 진공챔버 제작 |
10. 관련 영상
10.1. 발사 생중계
스페이스X에서 제공하는 영상을 토대로 한국항공우주연구원을 비롯한 지상파 방송사 3사, 뉴스전문채널 등에서 한국어 중계방송을 진행했다.10.2. 다큐멘터리
- 누리호 성공, 달 탐사 카운트다운 - YTN 사이언스
- 고요의 바다, 달의 부활 - YTN 사이언스
- 다누리, 달 탐사 너머 우주로 - YTN 사이언스
- 고요의 바다, MOON을 열다 - KBS
11. 관련 문서
12. 외부 링크
[1] 임무 개시 전 전체 중량의 38%에 달한다.[2] 재활용 버전으로 발사. 1단 발사체 시리얼 넘버는 『B1052』이며, 이전에 다섯 번 화물 운송 미션을 수행한 적이 있다.[3] 초반에 계획된 임무 기간은 1년이었으나, 2025년까지 임무기간이 2년 연장됨.[4] 당초 9번으로 계획한 TCM을 4번으로 줄였다고 한다.[5] 계획된 2차, 3차 기동을 2차 기동에 통합하고, 4차, 5차 기동을 4차 기동에 통합하여 수행하였다.[6] KBS가 항우연의 협조로 제작한 특집사이트[7] 대한민국에 앞선 달 탐사 6개국은 소련 루나 1호(1959), 미국 파이어니어 4호(1959), 일본 히텐(1990), 유럽연합(EU)의 달 탐사, 중국 창어 1호(2007), 인도 찬드라얀1호(2008)이다. 흥미롭게도 이들은 한국보다 먼저 탑재중량 1톤급 이상의 우주 로켓(한국의 누리호에 해당)을 독자 개발, 발사해낸 국가이기도 하다.[8] 금번 KPLO와 훗날 화성 및 소행성 탐사선용으로 항우연과 한화가 개발한 하이드라진 단일추진제 방식의 대형 추력기이다. 질량(m) 1kg의 물체를 1m/s2으로 가속하는 데 드는 힘이 1뉴턴(1N)이므로, 지구 해수면의 중력가속도 9.8m/s2을 반영하면 1N은 질량이 약 102g인 지구상 물체의 무게(w)에 해당한다. 따라서, 30N은 지구 표면에서 약 3.06kg의 물건을 들 때 쓰이는 힘이다. 한화와 항우연은 이보다 효율성, 저장성, 비추력 측면에서 진보한 10N급 이원추진제 추력기 개발도 착수#하여 향후 정지궤도위성용 국산 추력기로 장착할 계획이다.[9] NASA 우주과학자료 공동문서(NASA Space Science Data Coordinated Archive)[10] 다누리 총 중량인 678kg의 약 5%에 해당되며, 연료 무게를 제외한 순 중량 418kg의 약 8%를 차지한다.[11] KPLO 본연의 달표면 탐사연구 임무와 직접적 연관은 없기에 공란인 것으로 판단[12] Atmel사를 인수[13] 유럽우주기구(ESA)가 주도하는 IEEE1754 기반의 우주 네트워크 통신포트. 주로 탐사선의 내장된 각종 실험, 과학탐사장비와 연결한다. 전송속도는 20~400MB/s[14] 5Y8540편.[15] 그러나 9차 궤적수정기동은 생략되었다.[16] 현지시간 2022년 8월 4일 19시 8분[17] 팰컨 9은 2021년 1월 한 번에 최대 143개의 위성을 쏘아 올리는 등 복수의 탑재체를 나를 수 있으나, 이번에는 다누리 하나만 탑재된 단독 발사였으며, 해당 발사체의 1단은 금번 6번째 재사용된 경우이다. 1단이 발사 전부터 이미 검게 그을려져있는데, 이게 다 재사용의 흔적이다.[18] 여기에서 자세히 보기를 클릭하면 다누리와 지구 간 현재 거리와 항행 속력을 볼 수가 있다.[19] 신호 품질이 양호함을 나타내는 영문 표현인 'five by five'와 국문으로 '잘 가고 있다. 기다려라 달님'을 송·수신했다고.[20] (한국항공우주연구원 KARI TV) 다누리 최대 난관 1차 임무궤도 진입기동 성공, 다누리 진정한 '달 궤도선'되다![21] 과학기술정보통신부는 KPLO의 필요 기동 수행 후 남은 잔여 연료량 등 상황에 따라 임무 연장도 가능하다고 밝혔다.[22] 2017년에 착공, 2020년 12월 안테나 상량을 거쳐 2022년 3월 완공된 심우주지상국 내에 있으며 현재 SK브로드밴드가 운영하고 있다.[23] 유럽우주국(ESA)의 칠레 Malargüe 심우주 안테나와 8각형 하대 등 전제척 형상이 비슷하다.[24] 한반도와 경도가 비슷한 호주 캔버라 안테나는 국내 시설의 이상 시 백업으로 활용된다. 2022년 9월 3일과 2024년 11월 4일 한국시간 이른 오후, KPLO가 캔버라 기지국과 통신하는 상황이 포착됐다.[L1] L1 라그랑주점 부근[L1] L1 라그랑주점 부근[27] 2021년 3월, NASA가 KPLO 미션에 3년 간의 예산으로 전임 또는 겸직으로 참여하는 과학자 9명을 임명했다고 밝혔다. 이들 가운데 중국 태생의 행성지질학 박사와 일본 출신의 위성-행성과학 박사 두 명이 포함돼 있다.[28] 액체산소[29] (en) maximum dynamic pressure
(ko) 최대 동적 압력[30] (en) Main Engine Cutoff
(ko) 주 엔진 차단[31] Second Engine Startup-1
2단 엔진 점화-1[32] Second Engine Cutoff-1
2단 엔진 차단-1[33] Second Engine Startup-2
2단 엔진 점화-2[34] Second Engine Cutoff-2
2단 엔진 차단-2[35] 2차 궤적 수정 기동 생략[36] 지구에서 150만 km[37] 지구에서 154만 8,272km[38] 4차 궤적 수정 기동 생략[39] 7,8,9차 궤적 수정 기동 생략[40] 3차 달 진입 기동 생략[41] 달 상공 100km[42] 단 2025년 3월과 9월에 개기월식이 예상되는 관계로 다누리의 배터리가 방전된다면 임무가 조기 종료될 수도 있다.[43] 다누리 발사 미션 수행 후 불과 31일 만인 9월 5일에 51개의 스타링크 위성을 실은 Group 4-20 미션을 수행했고, 약 약 7개월 뒤엔 2023년 4월 말에 팰컨 헤비 ViaSat-3 Americas 미션에서 미회수 버전 부스터로 사용되어 착수 후 폐기되었다.[44] [45] 발사 40분 후까지의 영상이다. 여담이지만 15:00쯤 발사 직후 발사통제관이 한국어로 “다누리, 가자 달로!”라고 말하였다.발음이 꽤 정확하다
(ko) 최대 동적 압력[30] (en) Main Engine Cutoff
(ko) 주 엔진 차단[31] Second Engine Startup-1
2단 엔진 점화-1[32] Second Engine Cutoff-1
2단 엔진 차단-1[33] Second Engine Startup-2
2단 엔진 점화-2[34] Second Engine Cutoff-2
2단 엔진 차단-2[35] 2차 궤적 수정 기동 생략[36] 지구에서 150만 km[37] 지구에서 154만 8,272km[38] 4차 궤적 수정 기동 생략[39] 7,8,9차 궤적 수정 기동 생략[40] 3차 달 진입 기동 생략[41] 달 상공 100km[42] 단 2025년 3월과 9월에 개기월식이 예상되는 관계로 다누리의 배터리가 방전된다면 임무가 조기 종료될 수도 있다.[43] 다누리 발사 미션 수행 후 불과 31일 만인 9월 5일에 51개의 스타링크 위성을 실은 Group 4-20 미션을 수행했고, 약 약 7개월 뒤엔 2023년 4월 말에 팰컨 헤비 ViaSat-3 Americas 미션에서 미회수 버전 부스터로 사용되어 착수 후 폐기되었다.[44] [45] 발사 40분 후까지의 영상이다. 여담이지만 15:00쯤 발사 직후 발사통제관이 한국어로 “다누리, 가자 달로!”라고 말하였다.