원자력/우주항공

중국의 화성탐사선 연구개발 현황

발행일 : 2011 / 03 / 08

중국과 러시아는 올해 연말 전으로 화성탐사활동을 진행한다. 중국이 개발한 잉훠1호위성은 이미 러시아로 출발했으며, 도착 후 테스트가 있게 된다.

1. 위성 무게 110kg, 화성 도착 소요기간 10개월

중국과 러시아의 화성탐사 계획은 2007년에 확정되었으며, 양국은 화성과 화성의 제1위성 포보스(Phobos)를 공동 탐사한다. 협정에 따라 중국은 잉훠1호 화성탐측기를 연구개발하여 화성궤도에서 화성 우주환경과 지모를 탐사한다.

잉훠1호는 능력이 제한된 소위성이지만 과학적인 목표가 집중되고, 하는 일이 중요하며, 가격대비 성능이 뛰어나다고 중국과학원 우주과학 및 응용연구센터 주임 우지(吴季) 잉훠1호공정 응용 수석과학자가 소개했다. 무게는 110kg이고, 양쪽에는 에너지를 공급하는 태양전지판이 장착되어있다. 지구의 위성과는 달리 화성궤도 부근의 태양에너지 밀도가 지구보다 낮기 때문에 잉훠1호위성의 태양전지판은 지구의 위성보다 커 보인다.

잉훠1호는 지구에서 발사되어 10개월 후 화성에 도착해 화성의 큰 타원궤도를 120바퀴 돌며, 원화점(apoareon)은 화성과 800km 떨어져있다.

2. 화성 대기와 전리층 탐사

잉훠1호는 화성의 고층 대기와 우주환경을 주로 탐사한다. 구체적으로 화성 공간의 자기장, 전리층과 입자 분포 및 변화법칙, 이온의 화성 대기의 탈출 속도, 화성 지형과 지모 및 황사현상, 그리고 화성 적도 부근 중력장의 탐사이다.

현재까지 인류가 화성에 가장 큰 관심을 가지는 것은 화성에 생명이 존재하는지의 여부이며, 세계 탐사계획은 화성에 물이 있는지 또는 생명의 흔적이 있는지의 여부에 귀추가 주목됐다.

태양계의 행성을 지구와의 유사성으로 배열하면 1순위가 화성이다. 실제상 인류는 화성의 대기환경, 특히 고층 대기와 전리층에 대해 잘 알지 못하고 있다. 지구에 강한 자기장이 있어 지구를 보호하는 전제 아래 태양 대폭발에서 분출되는 물질은 지구 공간의 고에너지 입자 흐름을 생성할 수 있으며, 또 인공위성 등 우주장치에 충격을 주어 대량 위성 고장을 초래할 수 있다. 반면에 화성에는 지구와 같은 자기권이 없기 때문에 태양폭발이 나타나면 대량 고에너지 입자는 화성 표면에 충격을 주어 인류의 화성 상륙에 큰 위협을 준다. 현재까지 발사된 대량 탐측기는 화성의 부분적인 공간에 대한 탐사에 그치며, 화성의 고층 대기와 전리층에 대해서는 탐사하지 않았다.

3. 독자적인 화성탐사 계획 작성, 입안 대기 중

중국과 러시아의 화성탐사계획은 현재 협력규모가 최대인 우주프로젝트다. 러시아과학원은 2004년 화성의 제1위성 포보스 탐사를 재시도하기로 결정했다. 이번 시험계획의 성과를 확대하고자 러시아 우주기관은 부분적인 자원을 내놓고 해외 탐측기 장착에 활용하기로 결정했다. 결국 중국 과학계가 이 기회를 얻었다.

현재 중국도 독자적인 화성탐사계획을 작성하고 입안을 대기 중이다. 화성 탐사는 복잡한 시스템공정으로서 다방면의 기술을 준비해야 한다. 구체적으로 탐측기를 제2우주속도인 초당 11.2km로 끌어올릴 수 있는 대추진력의 운반로켓을 개발해야 한다. 10개월간의 행성간 비행에서 정확한 궤도측정을 진행해야 한다. 탐측기에 대해 순항구간의 유지보호와 관리를 진행하여 화성에 도착할 때까지의 정상작동을 확보해야 한다. 화성탐측기가 수억km 밖에서 발송하는 미약한 신호를 수신할 수 있는 초원거리 관측제어와 통신이 필요하다. 이밖에 탐측기는 강한 자체 자세제어와 운행능력을 지녀야 한다.