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한국 달궤도선에 NASA ‘섀도캠’ 실리는 이유

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한국 달궤도선에 NASA ‘섀도캠’ 실리는 이유

2021.09.21 00:00
올해 한가위 보름달은 서울 기준 오후 6시 59분에 뜬다. 한국천문연구원 제공
올해 한가위 보름달은 서울 기준 오후 6시 59분에 뜬다. 한국천문연구원 제공

내년 8월 발사를 목표로 국내 개발중인 ‘한국형 달 궤도선(KPLO)’에는 미항공우주국(NASA)가 개발한 ‘섀도캡’이 실린다. KPLO에 실리는 유일한 외산 탑재체다. 지난 8월 30일 섀도캠 장착이 완료됐다. 섀도캠은 달의 남북극 지방 충돌구 속 태양빛이 닿지 않는 영구음영지역을 촬영한다. 유인 달 탐사 미션인 ‘아르테미스’를 위한 착륙 후보지를 찾는 임무를 맡는다. 

 

이처럼 달은 영구음영지역이 생기는 것은 물론 지구에서는 한쪽면만 보인다. 자전축을 중심으로 24시간마다 자전하면서 낮과 밤이 생기는 지구처럼 달도 자전을 하기 때문이다. 다만 지구보다 훨씬 느린 속도로 회전한다. NASA에 따르면 달은 지구의 약 27일에 한번씩 회전한다. 달이 지구를 도는 공전에 걸리는 시간도 거의 비슷한 27.32일이다. 결국 지구에서는 달의 한쪽 면만 관측이 가능한 것이다. 

 

물론 완벽하게 한 쪽면만 일정하게 볼 수 있는 것은 아니다. 지구는 미세한 타원형 궤도를 돌기 때문에 달이 지구에 가장 가까운 궤도 지점에 있을 때는 약 8도에 해당되는 부분을 추가로 관측할 수도 있다. 

 

대다수 천체가 그렇듯 달의 자전 운동은 달 생성 과정에서 비롯된 것으로 알려져 있다. 거대 충돌 가설로 알려진 달 생성 가설은 약 45억년 전 화성 크기만한 천체가 원시 지구에 부딪치는 이벤트로 거슬러 올라간다. 

 

충돌로 발생한 열이 지구의 지각을 녹여 마그마를 만들고 지구가 기화된 마그마 입자를 우주로 방출한다. 이 먼지와 가스 구름은 충돌시 발생한 힘으로 회전하는 형태로 방출된다. 회전하는 입자의 질량이 서로 끌어당기고 기체가 응축되면서 소용돌이 형태로 입자가 뭉쳐지는 것이다. 이 때 입자를 회전시키는 데 필요한 회전력과 관성이 보존되면서 달이 생성됐다는 가설이다. 

 

다니엘 모리아티 NASA 고다드우주비행센터 지질학자는 “회전하는 먼지 구름이 응축되는 상황에서 회전력이 보존되며 달이 생성됐을 것”이라고 설명했다. 특히 달에는 지구와 달리 대기가 없어 움직이는 물체의 속도를 늦추는 공기저항도 없다. 

 

달 생성을 설명하는 다른 이론도 있다. 지구 중력으로 포획된 소행성과 같은 떠돌이 천체가 달이 됐을 것이라는 포획 가설이다. 이 이론은 달이 태양계의 다른 곳에서 생성됐으며 지구 주변을 지날 때 지구를 공전하기 시작했을 것으로 보고 있다. 이 때 달이 지구의 중력장으로 끌어당겨지면서 자체 회전력을 가졌을 것이라는 분석이다. 

 

또다른 가설은 달이 지구와 동시에 생성됐다는 공동 생성 이론이다. 화성 5배 크기의 2개의 거대한 천체가 충돌해 지구와 달이 충돌 과정에서 튕겨져 생성됐을 것이라는 가설이다. 

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