[달 착륙 50주년] “Beyond Landing, Now Staying”
상태바
[달 착륙 50주년] “Beyond Landing, Now Staying”
  • 정종오 기자
  • 승인 2019.07.19 14:03
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

2024년 달 유인 탐사 재개, 장기적으로 '달 체류'도 염두에 둬
2024년 달에 도착할 '아르테미스' 상상도.[사진=NASA]
2024년 달에 도착할 '아르테미스' 상상도.[사진=NASA]

인류가 달에 살 수 있을까. 과학적으로, 이론적으로는 가능하다. 달의 극한 기온을 견딜 수 있는 재료를 이용해 거주공간을 만들 수 있다. 산소 발생기 등을 설치할 수 있다. 문제는 현실이다. 척박한 달에서 인류가 장기간 생존할 수 있는 시스템 마련은 여전히 부족하다. 짧은 기간이면 몰라도 오랜 기간 달에 체류하는 것은 지금 시점에서는 해결해야 할 숙제가 많다. 몇 십년 뒤라면?

미국 항공우주국(NASA)은 ‘달 착륙 50주년’을 맞아 당시의 상황, 앞으로 해결해야 할 과제 등을 언급했다.

1969년 7월 20일(미국 현지 시각) 아폴로 11호는 달에 착륙했다. 당시 아폴로 11호에 구축돼 있던 컴퓨터는 지금의 스마트폰보다 능력이 낮았다는 게 NASA의 판단이다. 그런 상황에서 어떻게 38만km까지 떨어진 달까지 갔다가 지구 대기권을 뚫고 태평양에 아폴로 11호는 무사히 내려앉을 수 있었을까.

여기에는 숨은 인재와 무엇보다 수학이 큰 역할을 했다는 게 NASA의 설명이다. 스탠리 슈미트(Stanley Schmidt)는 아폴로 11호 발사와 달로 여행, 지구 귀환, 태평양 착륙 등에 수학적 모델을 이용하기로 했다. 스탠리 슈미트는 NASA 에임스연구센터에 근무하면서 ‘강력한 컴퓨터 기술’을 개발했다. 스탠리 슈미트는 이 과정에서 수학자인 루돌프 칼만(Rudolf Kalman)을 만난다.

스탠리 슈미트의 아들인 그렉 슈미트는 “아버지는 수학을 이용해 달까지 가는 내비게이션을 항상 고민했다고 말하면서 매우 어려운 문제였다고 말했다”고 회고했다. 스탠리 슈미트와 칼만은 우주선 위치와 속도를 측정하는 이론적 선형 솔루션에 대한 논문을 발표했다. 이 이론은 아폴로 11호에 적용했다. 이 덕분에 아폴로 11호는 달까지 갔다가 무사히 지구로 돌아올 수 있었다.

1969년 7월 16일 아폴로 11호가 발사됐다. 당시 아폴로 11호 달 착륙에는 수학이 큰 도움을 줬다.[사진=NASA]
1969년 7월 16일 아폴로 11호가 발사됐다. 당시 아폴로 11호 달 착륙에는 수학이 큰 도움을 줬다.[사진=NASA]

 

슈미트-칼만이 아폴로 11호에 적용한 방정식은 이후 복잡한 항로에 적용됐다. 세계에서 가장 붐비는 국제공항에서 비행기가 몇 분 간격으로 이착륙할 수 있고 대부분 정확한 시간에 목적지에 도착할 수 있는 것도 이들 덕분이다. 이렇게 해서 탄생한 혁신적 수학 이론이 ‘슈미트-칼만 필터’로 부른다.

그렉 슈미트는 “아버지가 돌아가시기 전 병원에 입원해 말씀조차 잘 하지 못했을 때도 당신은 50년 전에 있었던 아폴로 11호에 적용했던 방정식을 정확하게 언급했다”고 회상했다. ‘슈미트-칼만 필터’는 1969년 아폴로 11호를 달에 보내는 데 큰 역할을 했다. 2024년 인간을 다시 달에 보내기 위한 ‘아르테미스(Artemis)’ 프로젝트에도 도움을 주고 있다. 물론 1969년 당시보다 기술과 과학이 훨씬 진보했다. 그 기본은 아폴로 11호에 적용했던 방정식이다.

NASA 측은 “달 착륙을 위해 창안됐던 수학이 지금은 당신이 타고 있는 비행기가 정확한 시간에 도착할 수 있도록 돕고 있다(Math Invented for Moon Landing Helps Your Flight Arrive on Time)”고 상징성을 설명했다.

최근 때아닌 달 탐사 전쟁이 펼쳐지고 있다. 달은 지구에서 가장 가까운 천체이다. 우주 탐사 상징성을 갖고 있다. NASA의 2024년 ‘아르테미스’ 프로젝트에는 첫 여성 우주 비행사가 참여할 예정이어서 눈길을 끈다.

NASA의 ‘아르테미스’ 프로젝트는 크게 두 가지가 목적이다. 첫 번째는 2024년까지 단계별 계획을 통해 인류를 달에 착륙시키는 것이다. 두 번째는 이를 통해 얻은 지식과 노하우를 통해 인류를 달보다 더 먼 곳, 화성으로 보내기 위한 전략을 준비하는 데 있다.

최근 NASA의 달정찰위성(LRO)은 달 남극에 많은 양의 물이 존재한다는 사실도 규명했다. 중국과 인도 등 우주개발 선진국들도 달 탐사에 적극적으로 뛰어들었다. 우리나라도 2020년에 달 궤도선을 발사한다는 계획이다. 인류가 또다시 달을 두고 궤도선, 착륙선, 유인 착륙선 등 다양한 방법으로 접근을 서두르고 있다. 인류가 달을 넘어 더 먼 천체로 나아갈 수 있는 여건이 무르익고 있다.

달에서 본 지구. 아폴로 11호에서 찍었다.[사진=NASA]
달에서 본 지구. 아폴로 11호에서 찍었다.[사진=NASA]

 

정종오 기자  science@greened.kr

▶ 기사제보 : pol@greened.kr(기사화될 경우 소정의 원고료를 드립니다)
▶ 녹색경제신문 '홈페이지' / '페이스북 친구추가'

관련기사

댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.