2022년 달 궤도선 발사 후 임무수행 계획 등 공개 - 총 6종의 위성 탑재체를 통해 다양한 과학임무를 수행할 예정 - |
□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)는 내년 8월 발사가 예정된 한국형 달 궤도선(KPLO, Korean Pathfinder Lunar Orbit)이 발사 성공 이후에, 달 지표 100km 상공에서 1년간 수행할 과학임무 운영계획과 일반연구자에 대한 지원계획을 밝혔다.
ㅇ 한국형 달 궤도선에는 국내에서 개발하는 탑재체 5종과 미국 NASA에서 개발하는 탑재체 1종 등 총 6종의 탑재체가 실린다.
- ① 먼저, 항공우주연구원에서 개발하는 고해상도카메라(LUTI, LUnar Terrain Imager)는 최대 해상도 5m 이하, 위치오차 225m 이하로 달 표면을 관측한다. 이를 통해 2030년까지 개발할 예정인 달착륙선의 착륙 후보지를 탐색할 예정이다.
- ② 천문연구원에서 개발하는 광시야편광카메라(PolCam, Wide-Angle Polarimetric Camera)는 100m급 해상도로 달표면의 편광영상 및 티타늄 지도를 산출한다. 세계 최초로 제작하는 달 표면 편광지도는 달 표면에서의 미소운석의 충돌, 태양풍, 고에너지 우주선 등에 의한 우주풍화를 연구하는데 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있으며, 티타늄 지도는 달 표면 지질연구 및 자원탐사에 기여할 예정이다.
- ③ 경희대학교에서 개발하는 자기장측정기(KMAG, KPLO MAGnetometer)는 달 주위의 미세한 자기장(±1,000nT 범위)을 측정하여 달 표면에 특이하게 분포하는 자기 이상지역과 달 우주환경 연구 등에 기여할 예정이다.
- ④ 지질자원연구원에서 개발하는 감마선분광기(KGRS, KPLO Gamma-Ray Spectrometer)는 달 표면의 감마선 측정자료를 수집하여 5종 이상의 달 원소지도를 제작할 계획이다. 청정 에너지원으로 주목되고 있는 헬륨-3, 생명유지를 위해 필요한 자원인 물‧산소, 달 기지 건설에 활용될 수 있는 건설자원 등을 탐색한 결과는 달 지질 및 자원 연구 등에 활용될 예정이다.
- ⑤ 전자통신연구원에서 개발하는 우주인터넷(DTN, Disruption Tolerant Network) 검증기는 지구와 달 궤도선 간 우주인터넷 통신기술을 검증하고, 메시지 및 파일 전송, 실시간 동영상 전송 등을 시험할 계획이다.
- ⑥ 미국 NASA에서 개발하는 ShadowCam은 영구 음영지역에 대한 고해상도 촬영이 가능한 카메라로, 얼음이 있을 것으로 추정되는 달 극 지역을 촬영할 계획이다.
□ 달 궤도선이 발사에 성공하고, ’22년말 달 궤도 진입까지 성공하면 ’23년 1월부터 12월까지는 목표한 과학임무를 수행할 계획이며, ’24년부터는 10명 내외로 국내 연구자를 선발하여 달 탐사 성과 활용연구를 지원할 계획이다.
ㅇ 미국 NASA에서도 지난해 12월에 달 과학연구에 참여할 미국 내 과학자 9명을 선정하는 등 한미 양국은 성공적인 달 탐사와 탐사성과의 공동활용을 위한 국제협력을 지속하고 있으며, 국제협력을 통한 우수한 성과사례를 창출할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
□ 과학기술정보통신부 이창윤 거대공공연구정책관은 “국내 최초로 도전하는 달 궤도선 개발이 여러가지 어려움들을 극복하고 현재는 내년 8월 발사를 목표로 안정적으로 추진되고 있다.”면서, “한국형 달 궤도선 KPLO의 우주탐사 성과들은 우리나라의 첫 우주탐사 성과로서 초석이 됨과 동시에, 미국의 달 유인탐사 프로그램(아르테미스)의 성공에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.”라고 말했다.
참고 1 |
| 「달 탐사」 사업 개요 |
□ 추진 배경
ㅇ 우주기술은 국가의 과학기술, 산업, 안보를 견인하는 최첨단 기술로, 일본・중국・인도 등 주변국도 우주탐사를 추진하며 신흥강국으로 부상
ㅇ 우리도 선진국 수준에 준하는 위성기술과 ’21년 발사예정인 한국형발사체 개발을 바탕으로 달탐사를 통한 우주기술의 진일보가 필요
□ 사업 개요
ㅇ (사업목표) 달 궤도선(KPLO*)을 개발하고 해외발사체로 발사, 달 궤도에서 1년 임무를 수행하여 우주탐사 기반기술을 확보‧검증
* Korea Pathfinder Lunar Orbiter
ㅇ (사업기간/예산) ’16.1월~’22.7월(6.5년) / 약 2,255억원 (’21년 증액 예정)
* 사업계획 변경(’19.9, 우주실무위)에 따른 사업계획 적정성 재검토 결과, 우선 2,255억원(당초 1,978억원→) 증액하고, ’21년에 사업여건에 따라 최종예산 확정
ㅇ (주요내용) 달 궤도선 본체‧탑재체 개발, NASA와 국제협력*
* 우리 궤도선에 NASA 탑재체(ShadowCam)를 탑재하고, NASA는 심우주항행기술, 심우주네트워크 무상사용 등을 지원
< KPLO 관련 스펙 >
분야 | 주요내용 | 형상 | ||||
KPLO | 궤도선본체 | 총중량 | 678kg ※ 550kg 목표에서 변경 | |||
임무기간 | 1년 | |||||
운용궤도 | 원형궤도 (고도 100km × 100km) | |||||
전이궤도 | BLT (태양‧지구‧달 중력을 최대한 활용, 연료소모를 최소화) | |||||
탑재체 (6개/40kg) | 고해상도카메라 (항우연) | 한국 달 착륙선 착륙 후보지 탐색 | ||||
광시야편광카메라 (천문연) | 달 표면 편광영상 확보‧분석 | |||||
자기장측정기 (경희대) | 달의 생성 원인 연구 | |||||
감마선분광기 (지자연) | 달 표면의 자원 유무 탐사 | |||||
우주인터넷 (ETRI) | 심우주탐사용 우주인터넷 시험 | |||||
ShadowCam*(NASA) | 미국의 달 남극 유인착륙 후보지 검색 |
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* 달 100㎞고도에서 최적화된 탑재체로 NASA의 유인 달 남극 착륙(’24) Artemis미션의 착륙후보지 탐색을 위해 달 극지방 고위도 영구음영지역을 촬영
참고2 |
| 한미 KPLO Participating Scientist Program |
□ 개요
ㅇ KPLO 참여과학자 프로그램은 KPLO 탑재 과학탑재체 생산 달 과학 자료의 이용을 극대화하고 양 국 과학자간 교류를 증진하고자 추진
ㅇ 2016년 항우연과 NASA가 상호 서명한「KPLO 개발 이행약정서」(4.2.13, 5.1) 수행을 위해 NASA는 2018년부터 KPLO 참여과학자 선정 진행
ㅇ 2020년 12월 9명의 미국 측 과학자를 선정하였고 양국 과학자로 공동과학팀을 구성하여 자료 처리 및 연구 진행 예정
□ 선정 과정 및 결과
ㅇ 2018.9: NASA의 ROSES-18에 KPLO 참여과학자 프로그램 공고
* ROSES: Research Opportunities in Space and Earth Sciences
ㅇ 2019.4: 연구 제안서 제출 마감
ㅇ 2020.3: 발사일 변경 관련 공지 및 연구 내용 변경 확인
ㅇ 2020.10: 연구 제안서 검토
ㅇ 2020.12: LUTI, ShadowCam, KMAG, KGRS, PolCam 과학 연구 참여과학자 선정 (9명)
이름 | 소속 | 연구 주제 |
William Farrand | Space Science Institute | Using KPLO multispectral polarimetric data to distinguish and characterize known and suspected lunar pyroclastic deposits |
Caleb Fassett | NASA/MSFC | Evolution of lunar topography and regolith as constrained by polarimetry |
Ian Garrick-Bethell | UC Santa Cruz | The lithospheric magnetic field of the Moon at 100 km |
Rachel Klima | Johns Hopkins University APL | lunar mineralogical prospecting through integrated spectral analysis |
Mikhail Kreslavsky | UC Santa Cruz | Study of lunar polarimetric anomalies with PolCam |
Shuai Li | University of Hawaii | Surface reflectance quantification to enhance performance of predictive modeling of ice in lunar regolith |
Gorden Videen | Space Science Institute | Polarized light scattering from lunar regolith simulants in support of PolCam |
Jean-Pierre Williams | UC Los Angeles | Local and seasonal temperatures of KPLO polar targets |
Naoyuki Yamashita | Planetary Science Institute | Lunar geochemistry and prospecting with the KPLO Gamma-Ray Spectrometer |
참고3 |
| 미항공우주국(NASA) 보도자료(회람본) 전문 |
NASA Selects Nine Scientists to Join Korea Pathfinder Lunar Orbiter Mission
NASA has selected nine scientists to join the upcoming Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) mission. Set to launch in August 2022 on a SpaceX Falcon 9 and orbit the Moon for about a year, KPLO is the first space exploration mission of the Republic of Korea (ROK) that will travel beyond Earth orbit.
“The KPLO Participating Scientist Program is an example of how international collaborations can leverage the talents of two space agencies, to achieve greater science and exploration success than individual missions,” says Dr. Sang-Ryool Lee, the KPLO Project Manager, “It’s fantastic that the Korea Aerospace Research Institute (KARI) lunar mission has NASA as a partner in space exploration—we’re excited to see the new knowledge and opportunities that will arise from the KPLO mission as well as from future joint KARI–NASA activities.”
The three overarching goals of the KPLO mission are realizing the first space exploration mission by ROK, developing and verifying space technologies suitable for deep-space exploration on future missions, and investigating the physical characteristics of the lunar surface to aid future robotic landing missions to the Moon.
To meet these objectives, the spacecraft will carry a payload of five scientific instruments to include three cameras, a magnetometer, and a gamma-ray spectrometer. NASA is contributing one of the cameras, known as ShadowCam, which will be used to obtain optical images at high-resolution of the permanently shadowed regions at the lunar poles of the Moon that are thought to contain ice. ShadowCam’s principal investigator is Mark Robinson, Professor of Geological Sciences at Arizona State University’s School of Earth and Space Exploration.
“It is important that the participating scientists are fully embedded in the existing KARI and NASA teams well before the mission is due to launch,” said Shoshana Weider from NASA’s Planetary Science Division who leads the KPLO Participating Scientist Program. “This means they will have plenty of time to collaborate with their KARI colleagues during the pre-launch mission-planning phase, which will help ensure that the science return of their projects, and the mission as a whole, is maximized.”
Each of the nine participating scientists will join the KPLO science team for at least one of the five KPLO instruments beginning later this year and will be funded for three years. The selected scientists and the associated KPLO instrument(s) are:
William Farrand, Space Science Institute, Boulder, CO: Using KPLO multispectral polarimetric data to distinguish and characterize known and suspected lunar pyroclastic deposits (PolCam)
Caleb Fassett, NASA’s Marshall Space Flight Center, Huntsville, AL: Evolution of lunar topography and regolith as constrained by polarimetry (PolCam)
Ian Garrick-Bethell, University of California, Santa Cruz: The lithospheric magnetic field of the Moon at 100 km (KMAG)
Rachel Klima, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD: Lunar mineralogical prospecting through integrated spectral analysis (KGRS/LUTI)
Mikhail Kreslavsky, University of California, Santa Cruz: Study of lunar polarimetric anomalies with PolCam
Shuai Li, University of Hawaii, Honolulu: Surface reflectance quantification to enhance performance of predictive modeling of ice in lunar regolith (ShadowCam)
Gorden Videen, Space Science Institute, Boulder, CO: Polarized light scattering from lunar regolith simulants in support of PolCam
Jean-Pierre Williams, University of California, Los Angeles: Local and seasonal temperatures of KPLO polar targets (ShadowCam)
Naoyuki Yamashita, Planetary Science Institute, Tucson, AZ: Lunar geochemistry and prospecting with the KPLO Gamma-Ray Spectrometer (KGRS)
The newly appointed scientists were selected through the competed KPLO Participating Scientist Program, which is run jointly by NASA’s Science Mission Directorate (SMD) Planetary Science Division (PSD) and Human Exploration and Operations Directorate (HEOMD) Advanced Exploration Systems Division (AES). The addition of the scientists to KPLO’s existing science team will serve to expand the scientific return of the KPLO mission.
The Moon will be the focus of many robotic and human exploration missions in the coming years, including those under the agency’s Artemis program. Beginning later this year, NASA will send science instruments and technology experiments on two separate American robotic landers to the lunar surface. Follow-on commercial deliveries for NASA are slated about twice per year, including flights to the lunar South Pole. The KPLO lunar mission will provide scientific data to better understand the lunar poles and assist planning for some Artemis activities. |