지구에서 달까지 32일…친환경 최적 ‘우주 항로’ 발견 작성일 05-28 29 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">곽노필의 미래창<br> 지구-달 중력 이용 연료 최대 절감<br> 3천만개 넘는 경로 분석해 찾아내</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="FdiNLvDgrZ"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c7b3690c287f414c3164fec73e13a41eb34d0cd439a496dfc688f1a41062aef9" dmcf-pid="37qVbgQ9EX" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="과학자들이 지구에서 달까지 갈 때 우주선 연료를 가장 효율적으로 쓸 수 있는 새로운 경로를 찾아냈다. 사진은 아르테미스 2호 우주선에서 본 달(왼쪽)과 지구. 미국항공우주국 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/hani/20260528095139996keer.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="23gTh7XSOf" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/hani/20260528095139996keer.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 과학자들이 지구에서 달까지 갈 때 우주선 연료를 가장 효율적으로 쓸 수 있는 새로운 경로를 찾아냈다. 사진은 아르테미스 2호 우주선에서 본 달(왼쪽)과 지구. 미국항공우주국 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="f13e1971b7fe5d42e453bfdd14d4dca73ea229758fd82aafc5f0d33def8cd7f2" dmcf-pid="0zBfKax2EH" dmcf-ptype="general"> 미국과 중국을 중심으로 달 탐사 경쟁이 달아오르면서 지구와 달을 오가는 우주선이 폭발적으로 늘어날 가능성이 커졌다. 현재 계획된 것만 따져도 2030년 이후 과학 탐사에서부터 화물 운송, 달 기지 구축에 이르기까지 250건의 우주선 발사 임무가 발사될 예정이다. 이 경우 우주비행 비용이 큰 부담이 된다. 사이에 수십차례의 우주선이 지구에서 달까지 이동할 때 기존에 알려진 어떤 경로보다 연료를 적게 소모하는 새 우주 항로가 발견됐다. 향후 인류의 달 탐사 프로젝트 비용을 크게 낮출 수 있을 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="b99c840379fc3202835bb2de9967d48f5148cfa86f0039fe6553cee89fcf2a31" dmcf-pid="pqb49NMVwG" dmcf-ptype="general">포르투갈 코임브라대가 중심이 된 국제 공동 연구진은 3000만가지의 지구-달 이동 경로를 컴퓨터로 분석한 끝에, 지구와 달의 중력을 이용해 연료를 가장 효율적으로 쓸 수 있는 경로 찾아내 국제학술지 '아스트로다이내믹스(Astrodynamics)'에 발표했다.</p> <p contents-hash="883b180c736c38a409553669bde211b0fc0f86e0d8e3f38c7ff88df92ab9f361" dmcf-pid="UBK82jRfsY" dmcf-ptype="general">연구진이 찾아낸 가성비 최고의 경로는 놀랍게도 달을 지나쳤다 돌아오는 길이다. 달 표면 73km 이내의 거리에서 달을 스치듯 지나간 후, 지구와 달 사이의 중력 최적 지점을 거쳐 돌아온다.</p> <p contents-hash="16163be30c68df3f36ea866d0acc4ba5dc4242ff244f6f4630c5feb8a2d9e326" dmcf-pid="ub96VAe4wW" dmcf-ptype="general">두 천체 사이 거리의 약 85% 지점에 있는 제1 라그랑주점을 이용하는 경로다. 라그랑주 점이란 두 천체의 중력과 우주선의 원심력이 상쇄되어 평형 상태에 도달하는 곳을 말한다. 발견자인 18세기 프랑스 수학자 조제프 루이 라그랑주의 이름을 따서 붙인 명칭이다. 지구와 달 사이엔 이런 지점이 5개 있다. 3개(L1~3)는 두 천체를 잇는 일직선상에 있고, 2개(L4~5)는 두 천체와 정삼각형을 이루는 꼭지점에 있다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="87144600903b5dd4b0fd45f6db4fdda22573dcd740c590e38e78337dd63b2567" dmcf-pid="7K2Pfcd8Iy" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구진이 찾아낸 연료 효율 최고의 지구-달 경로. Astrodynamics" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/hani/20260528095141308nvbb.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="8OlYvB1yEK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/hani/20260528095141308nvbb.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구진이 찾아낸 연료 효율 최고의 지구-달 경로. Astrodynamics </figcaption> </figure> <p contents-hash="f7890922dec9a5f38c2499ee79a39a59b740efcf12b7bc34c3ea89866106964a" dmcf-pid="z9VQ4kJ6OT" dmcf-ptype="general"><strong> 세 단계로 달 궤도 진입</strong></p> <p contents-hash="2bac727821a4cd05777d6e3d0efc1a961c007a769ae316b6ae2f6b460c5601b6" dmcf-pid="q2fx8EiPIv" dmcf-ptype="general">제1 라그랑주점은 이 평형 상태가 매우 불안정하다. 따라서 아주 작은 충격에도 쉽게 튕겨나갈 수 있다. 연구진은 이 점을 역이용해, 불안정한 평형 상태가 그리는 수많은 불안정 궤도 중 연료가 가장 적게 드는 경로를 찾아냈다.</p> <p contents-hash="37ef105174cbeb26169a5d4d31ea6c2266a2510e0e1e42b6509083dc4906661e" dmcf-pid="BV4M6DnQsS" dmcf-ptype="general">기존 연구들이 약 28만가지 경로 중에서 골랐던 것에 비해, 연구진은 ‘함수 연결 이론’(Theory of Functional Connections)이라는 새로운 수학 도구 덕분에 무려 3000만개가 넘는 궤도 중에서 가장 저렴한 것을 고를 수 있었다. 그 결과 기존에 알려진 가장 경제적인 경로보다 우주선 속도를 초속 58.8m만큼 낮춰도 되는 최적의 항로를 찾아냈다.</p> <p contents-hash="afaaad7dd8f64acccfbe2df6c0cfe4ba585d9ae9d393b82a38a24f43c60c7b2d" dmcf-pid="bf8RPwLxml" dmcf-ptype="general">이 경로는 세 단계로 전개된다. 먼저 고도 167km 저궤도(LEO)에서 엔진을 점화해 초속 3142m의 속도 변화(델타 V)를 일으켜 3.69일에 걸쳐 달 표면에서 73km 이내 지점으로 근접 비행한다.</p> <p contents-hash="80831f29386cc5e5a120abfad58e50cb56c88803852ed90ad1a76c75bef2d791" dmcf-pid="K46eQroMwh" dmcf-ptype="general">이어 이 지점에서 두번째 엔진 점화를 통해 안정적인 궤도에 진입한 뒤, 제1 라그랑주 점 주변을 2차원 타원 모양으로 뱅글뱅글 도는 리아푸노프 궤도로 이동한다. 중력 균형 덕분에 연료를 거의 쓸 필요가 없는 이 궤도에서 대기하다 조건이 충족되면 마지막 세번째 점화를 통해 초속 649m의 속도 변화를 일으켜 고도 100km의 원형 달 궤도에 진입한다. 이 단계에서 리아푸노프 궤도 주기인 13.75일의 배수만큼 체류 기간을 자유롭게 연장할 수 있다. </p> <p contents-hash="1a57f170ecb7aeb853619b378a8512432eb7545f4f665e5b6012916ccfb3e75a" dmcf-pid="98PdxmgREC" dmcf-ptype="general">마지막 구간의 엔진 점화는 이론적 최소값보다 불과 초속 0.767m 높은 수준이다. 짜내려야 짜낼 수 없을 만큼 완벽에 가까운 효율을 달성한 셈이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="7bbc77cdc27a7a130a95983eac7b7f818dd39ba88bf53de614fc93a73ce70216" dmcf-pid="2diNLvDgwI" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/hani/20260528095142574dfgn.jpg" data-org-width="744" dmcf-mid="tkDIrFTsI5" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/hani/20260528095142574dfgn.jpg" width="658"></p> </figure> <p contents-hash="a9e077d8e37a2bba050f7e29f65f389ec5a6db678f94a4c9a6c253a0220c2c40" dmcf-pid="VJnjoTwaDO" dmcf-ptype="general"><strong> 우주선과 통신 두절 걱정 없어</strong></p> <p contents-hash="5fc6533852670278306ecbf370623d75f806e191803794e85318a6bde1e4a7ab" dmcf-pid="fiLAgyrNIs" dmcf-ptype="general">이 경로를 이용해 지구에서 달까지 가는 데 걸리는 기간은 약 32일이다. 지구에서 리아푸노프 궤도까지가 13.69일, 이어 제1 라그랑주점 대기 기간 최소 5.49일, 마지막으로 달 궤도 진입까지 12.7일이다.</p> <p contents-hash="de06ab1eb9f0e29206703589ff1c37ab526b56972120f543f3d92314bf4dadde" dmcf-pid="4nocaWmjOm" dmcf-ptype="general">불과 며칠만에 달에 가는 직통 경로보다 이동 기간은 길지만, 연료 효율을 극대화할 수 있으며 제1 라그랑주 점이라는 대기 장소에서 달 진입 기간을 유연하게 조정할 수 있다. 연구진에 따르면 이 경로를 통해 높일 수 있는 연료 효율은 자동차 여행에서 100리터당 몇리터를 절약하는 것과 같다. 연구진은 “이런 차이는 미미해 보일 수 있지만 우주 임무에 적용되는 탑재량과 발사 비용에 큰 영향을 끼칠 수 있다”고 밝혔다.</p> <p contents-hash="e8730550ac4d34b9f2fa2188408aa8dea24cdfbaf8aff48453474e271e6a167c" dmcf-pid="8LgkNYsAwr" dmcf-ptype="general">제1 라그랑주 점을 이용하는 경로는 연료 외에도 실질적인 이점이 있다. 라그랑주 점을 공전하는 우주선은 지구에서 볼 때 달 뒤로 사라지지 않는다. 이에 따라 달 탐사선과의 통신이 한동안 두절되는 문제점이 없다. 최근 달을 왕복비행한 미국항공우주국(나사)의 아르테미스 2호는 달 뒤쪽을 돌아나오는 동안 지구와의 통신이 두절됐다.</p> <p contents-hash="b921f063b61c3de745e8ac8671971db8bdd6f298f62bfb3a343475484472ab49" dmcf-pid="6oaEjGOcrw" dmcf-ptype="general">다만 이 경로에는 한계가 있다. 지구-달 시스템에 영향을 미치는 태양의 존재를 계산에 넣지 않았다는 점이다. 일종의 기준 경로인 셈이다. 연구진은 “실제 발사할 때는 발사일을 기준으로 한 태양 중력의 영향까지 계산해 넣으면 연료를 더 아낄 수 있다”고 밝혔다.</p> <p contents-hash="c2f9f33a13555e2238ed8f21f1a780bae2a22a5f16f91d1c4a1f4a0dde6733a2" dmcf-pid="PgNDAHIkED" dmcf-ptype="general">*논문 정보</p> <p contents-hash="2611ff6ca24f389f237b7f932f912f8dbc1a1ece0fee9ad193f5662b508bf644" dmcf-pid="QajwcXCEmE" dmcf-ptype="general">Earth–Moon transfer via the L1 Lagrangian point using the theory of functional connections.</p> <p contents-hash="7ffd1dcef4aa117ad37c218ac2137c6cbbbcde7c36282c019137876a3a3a2a35" dmcf-pid="xNArkZhDrk" dmcf-ptype="general">https://doi.org/10.1007/s42064-025-0297-x</p> <p contents-hash="0bee8b50e27218f0388534169c1db0462a5f55fac9f33a3724ed80d63a41c729" dmcf-pid="y0Ub7i4qrc" dmcf-ptype="general">곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 한겨레신문사 All Rights Reserved. 무단 전재, 재배포, AI 학습 및 활용 금지</p> 관련자료 이전 "장애가 있어도, 누구나 꿈을 향해" 韓 스포츠 새역사 쓴 김윤지, 푸르메재단에 1000만원 기부 05-28 다음 앤더슨 실바, 계약 중단 UFC 화이트 대표에 앙금…“6년째 대화 거부” 05-28 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
