미국 항공우주국(NASA)이 달기지 프로그램을 위한 과학조사 과제 3건과 탑재장비군을 선정했다고 9월 30일 발표했다. 조사 대상은 달의 미세운석·지진·휘발성 물질, 마리우스 힐스 구덩이 아래 지하구조, 작은 저온 지형의 얼음과 지표 특성이다.
선정은 달 표면 과학조사 프로그램인 PRISM을 통해 이뤄졌다. 장비는 민간 달 수송 서비스(CLPS)를 이용해 운송한다. 이번 발표는 연구과제 선정 단계로, 과제별 확정 예산과 운송업체, 발사·착륙 일정은 공개되지 않았다.
남극 환경관측소, 미세운석·휘발성 물질·지진 관측
달 남극 환경관측소인 LEMS-SP는 자율적으로 장기간 환경과 위험요인을 관측하는 장비군이다. 미세운석과 달의 희박한 외기권으로 이동하는 휘발성 물질의 양을 추적하고, 단주기 지진계로 지진 활동을 감지한다. 연구책임자는 메릴랜드대 볼티모어카운티의 Mehdi Benna다.
DISCO는 작은 저온 포획 지형에 있는 얼음의 위치와 양을 지표에서 직접 측정하는 과제다. 저온 포획 지형은 낮은 온도로 휘발성 물질을 붙잡아 둘 수 있는 곳을 말한다. 착륙선 배기가스가 지표를 교란하는 방식과 이동 시 지반 안정성도 조사한다. 연구책임자는 NASA 에임스연구센터의 Ariel Deutsch다.
달 남극의 지진·지반 연구는 앞서 진행됐다. NASA가 소개한 2024년 연구는 남극 단층과 경사면을 분석하고 일부 지역에서 약한 진동에도 표토 산사태가 발생할 수 있다는 모델 결과를 제시했다. 연구진은 지진 위험을 이해하려면 남극을 포함한 여러 지역에서 새로운 지진 관측자료가 필요하다고 밝혔다. 이 분석은 현지에서 산사태 발생을 관측한 결과와 구분된다.
용암동굴 조사에 레이더·지진 센서·중력계 결합
GIMLI는 마리우스 힐스 구덩이가 지하 용암동굴로 이어지는지를 조사한다. 연구책임자는 행성과학연구소(PSI)의 Nathaniel Putzig다.
PSI가 10월 1일 공개한 자료에 따르면 지표투과레이더, 지진 센서, 중력계로 지하구조를 측정하고 카메라로 지표와 구덩이 벽을 촬영한다. 인위적으로 발생시킨 진동을 측정하는 능동 지진탐사도 포함된다. 장비는 CLPS 사업자가 제공하는 착륙선과 탐사차에 탑재된다.
조사 범위는 지하 빈 공간의 존재와 크기, 구덩이 주변의 지질구조다. 구덩이 벽에 드러난 표토와 용암층도 연구 대상이다. PSI는 동굴이 발견되지 않더라도 주변 지하구조 측정으로 구덩이의 형성 과정을 연구할 수 있다고 설명했다.
노르웨이 우주청은 지표투과레이더를 제공한다. 블루오리진 계열 허니비 로보틱스는 능동 지진탐사 장비·중력계·카메라 제작과 착륙선·탐사차 장비 통합에 참여하며, PSI와 함께 달 표면 운용을 맡는다. 참여기관에는 보이시주립대, 존스홉킨스대, 달행성과학연구소, 오슬로대도 포함된다.
착륙선이 바꾼 지표, 기존 임무 영상자료도 공개
착륙선 배기가스와 달 표면의 상호작용은 기존 임무에서도 조사됐다. NASA의 SCALPSS는 여러 카메라로 촬영한 영상을 이용해 지표의 3차원 형상을 재구성하고 착륙선 엔진에 따른 표토 침식을 측정하는 장비다.
2025년 3월 임무를 수행한 블루 고스트 1호에는 카메라 6개로 구성된 SCALPSS 1.1이 탑재됐다. NASA 행성자료시스템(PDS)은 이 장비의 원시 영상자료를 공개하고 있다. 등록된 자료에는 관측장비, 자료 처리 수준, 관측기간과 관련 기술논문 정보가 함께 제공된다.
이 자료는 기존 착륙 임무의 관측기록이며, 이번에 선정된 DISCO의 측정 결과와는 별개다.
다누리의 궤도 관측…한국은 표면 방사선 측정도 준비
한국의 달 궤도선 다누리에는 NASA가 제공한 섀도캠이 탑재돼 있다. 섀도캠은 주변 산과 분화구 벽에서 반사된 빛을 이용해 직접 햇빛이 닿지 않는 영구음영 지역을 촬영한다.
NASA에 따르면 섀도캠은 기존 달 정찰궤도선 카메라보다 빛에 약 200배 민감하다. 영구음영 지역의 지형과 계절적 변화를 관측하고 얼음 퇴적의 증거를 탐색하는 것이 임무다. NASA 행성자료시스템에는 다누리 섀도캠의 보정자료도 등록돼 있다.
달 표면 관측장비 개발도 진행 중이다. 우주항공청은 8월 14일 NASA와 국내 개발 달 표면 우주방사선 측정기(LVRAD)의 CLPS 착륙선 탑재를 위한 이행약정을 체결했다고 발표했다.
LVRAD는 우주방사선 선량·분광계와 중성자 분광계로 달 남극의 방사선 환경을 측정한다. 우주항공청은 2027년 비행모델 개발을 완료하고 NASA 착륙선 일정에 맞춰 미국으로 이송할 계획이라고 밝혔다. 인튜이티브 머신즈의 착륙선에 탑재해 2030년 발사할 예정이며, 일정은 NASA 측 사정에 따라 변경될 수 있다.
관련 센서 연구는 논문으로도 공개됐다. 2021년 학술지 Sensors에 실린 연구에서는 LVRAD의 입자 선량·분광계용 실리콘 센서를 제작하고 감마선과 양성자 빔에 대한 응답을 시험했다. 저자 소속에는 한국천문연구원, 경북대, 청주대, 서울대, 과학기술연합대학원대학교와 미국 제트추진연구소가 명시됐다.
이 논문은 지상 센서 시험 결과다. LVRAD의 달 현장 측정은 이후 임무의 목표이며, 이번 NASA의 세 연구과제 선정과는 별도로 추진된다.
출처: NASA 「NASA Adds New Science Investigations for Moon Base」(2026.9.30, 10.2 수정) · PSI GIMLI 선정 발표(2026.10.1) · NASA 달 남극 지진·단층 연구(2024.1.25), SCALPSS 기술자료(2026.1), 섀도캠 관측 설명(2023.2.9) · NASA PDS SCALPSS 원시자료, 섀도캠 보정자료(2026.10.5 확인) · 우주항공청 LVRAD 이행약정 발표(2026.8.17) · Sensors LVRAD 센서 성능 연구(2021.12.1)
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