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미래&과학과학

2022년은 달 탐사의 해, 8월에 한국 첫 달 탐사선 뜬다

등록 :2022-01-03 10:05수정 :2022-03-17 11:18

[2022년 기대되는 과학계 뉴스]
미·일·러·영·인도·아랍에미리트·한국
착륙선·궤도선·탐사차 잇따라 보내
미국의 새로운 달 착륙 프로그램 ‘아르테미스’에 쓰일 차세대 로켓 ‘에스엘에스’(SLS)와 오리온 우주선 상상도. 나사 제공
미국의 새로운 달 착륙 프로그램 ‘아르테미스’에 쓰일 차세대 로켓 ‘에스엘에스’(SLS)와 오리온 우주선 상상도. 나사 제공

세계의 과학자들은 코로나19 발생 1년도 안 돼 백신을 개발해 접종하는 성과를 거뒀지만, 코로나바이러스의 끊임없는 변이로 발생 3년째인 올해도 코로나와의 싸움을 계속하고 있다.

지난해 민간 우주여행의 물꼬를 튼 우주 분야에선 올해 달 탐사가 주된 관심의 표적이다. 미국을 비롯한 여러 나라에서 달 탐사 프로그램이 잇따라 추진된다. 2022년엔 어떤 과학 뉴스들이 예정돼 있을까?

2022년은 미국이 추진하는 새로운 달 착륙 프로그램 ‘아르테미스’가 본격적으로 시작되는 해다.

미국항공우주국(나사)은 오는 3~4월 중 아르테미스 1호를 발사한다. 나사의 차세대 로켓 에스엘에스(SLS)가 오리온 우주선을 싣고 달 궤도를 왕복여행한다. 사람은 탑승하지 않는다. 나사는 무인 우주비행에 성공하면 내년엔 사람을 태우고 똑같은 코스를 왕복여행할 아르테미스 2호를 발사한다. 이어 2025년 아르테미스 3호 비행에서 아폴로 프로그램 이후 56년만에 유인 달 착륙을 시도한다.

미국의 민간기업 인튜이티브 머신의 소형 달 착륙선 ‘노바-시’. 인튜이티브 머신 제공
미국의 민간기업 인튜이티브 머신의 소형 달 착륙선 ‘노바-시’. 인튜이티브 머신 제공

나사는 이와는 별도로 올해 안에 민간 기업 로켓과 우주선으로 소형 과학장비들을 달에 보내, 향후 달 착륙에 필요한 자료들을 수집할 계획이다. 우선 올해 1분기 중에 인튜이티브 머신(Intuitive Machines)이 제작한 달 착륙선 노바-시(Nova-C)가 나사의 지원 아래 먼저 출발한다. 이 착륙선엔 다섯개의 나사 장비와 민간기업 탑재체, 그리고 영국 최초의 달 탐사차가 탑재된다. 나사는 12월엔 얼음 채굴기를 달 남극 지역에 보낼 계획이다.

미국 말고도 여러 나라가 달 탐사에 뛰어든다. 인도는 달 탐사차를 실은 찬드라얀 3호로, 일본은 소형 달 탐사기 ‘슬림’(SLIM)으로 각각 첫 달 착륙을 시도한다. 인도는 2019년 찬드라얀 2호의 달 착륙에 실패한 바 있다.

러시아도 루나 25호 무인 착륙선으로 거의 반세기만에 달 탐사를 재개한다. 마지막으로 달 표본을 가져온 1976년 루나 24호 이후 46년만이다.

한국의 달 궤도선 상상도. 한국항공우주연구원 제공
한국의 달 궤도선 상상도. 한국항공우주연구원 제공

아랍에미리트는 올 하반기에 일본의 우주기업 아이스페이스의 로켓을 이용해 소형 탐사차를 달에 보낼 계획이다.

8월1일로 예정돼 있는 한국의 첫 달 궤도선 발사도 국제사회의 주목을 받고 있다. 한국 달 궤도선은 미국의 우주로켓기업 스페이스엑스가 발사한다.

뉴스페이스 시대를 선도하고 있는 스페이스엑스는 1월 중 차세대 로켓 스타십의 첫 궤도비행에 나선다. 로켓과 우주선 일체형인 스타십은 높이 120미터로, 스페이스엑스가 화성 여행을 목표로 개발중인 우주발사체다. 스타십은 아르테미스 프로그램의 달 착륙선 최종 후보로도 채택됐다.

유럽우주국과 러시아가 공동으로 발사하는 화성탐사선 ‘엑스마스’와 탐사차 ‘로절린드 프랭클린’. 유럽우주국 제공
유럽우주국과 러시아가 공동으로 발사하는 화성탐사선 ‘엑스마스’와 탐사차 ‘로절린드 프랭클린’. 유럽우주국 제공

연말엔 중국 우주정거장 톈궁 완성

화성 탐사선 발사도 2년만에 다시 이뤄진다. 유럽우주국(ESA)과 러시아 연방우주국(로스코스모스)은 오는 9월 화성 탐사선 엑소마스(ExoMars)를 발사한다. 이 탐사선엔 ‘로절린드 프랭클린’(DNA 구조를 밝힌 영국 생물학자)이라는 이름의 탐사차가 탑재된다. 이 탐사선은 내년 6월 화성에 도착한다.

중국은 지난해부터 진행중인 독자적 우주정거장 ‘톈궁’ 구축 작업을 올해 말 마무리할 계획이다. 중국은 이미 1000개 이상의 실험이 예정돼 있다고 밝힌 바 있다.

소행성 탐사도 이어진다. 나사는 오는 7월 화성과 목성 사이의 소행성 프시케 탐사선을 발사한다. 과학자들은 니켈과 철이 주성분인 이 소행성이 지구와 같은 암석 행성의 형성 과정에 대한 단서를 제공할 것으로 기대하고 있다. 지난해 11월 지구를 출발한 소행성 궤도변경 시험 우주선 다트는 9월 말에 목표물인 디디모스 소행성에 도착한다.

우주 관측에선 지난달 발사된 제임스웹 우주망원경(지름 6.5미터)이 올 하반기부터 본격 관측 활동에 나선다.

적외선 망원경인 제임스웹은 지구에서 150만km 떨어져 있는 라그랑주지점(태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 곳)에서 빅뱅 이후 처음으로 탄생한 별들을 관측하며 우주 형성의 과정을 파악한다.

노바백스가 임상시험 자원자에게 자체 개발한 단백질 백신을 주사하고 있다. 노바백스 제공
노바백스가 임상시험 자원자에게 자체 개발한 단백질 백신을 주사하고 있다. 노바백스 제공

단백질·DNA 등 차세대 코로나 백신 예고

의과학 분야에선 급속히 진화하는 코로나바이러스에 대응하는 새로운 차세대 백신들이 접종 채비를 하고 있다.

우선 단백질 백신이 임상시험을 마치고 신약 승인 절차를 밟고 있다. 단백질 제조 코드가 담긴 유전물질을 투여하는 메신저RNA 백신과 달리, 단백질 백신은 바이러스의 단백질을 직접 투여한다. 과학저널 ‘네이처’에 따르면 단백질 백신은 다른 방식의 백신보다 부작용이 적은 것으로 알려져 있다.

미국의 제약업체 노바백스가 처음으로 단백질 백신을 개발해 지난 12월 유럽의약품청(EMA)으로부터 조건부 승인, 세계보건기구(WHO)의 긴급사용 승인을 받았다. 노바백스는 이어 이번달엔 미국식품의약국(FDA)에 긴급사용 승인을 신청할 계획이다. 현재 중국의 클로버, 프랑스의 사노피 등 전 세계적으로 50개 안팎의 단백질 기반 백신이 임상시험 단계에 있다.

메신저RNA 백신보다 제조비용이 더 저렴하고 보관 방법이 간편한 디엔에이(DNA) 기반 백신도 접종률이 임상시험 중이다. 이 백신이 승인되면 낮은 개발도상국에 새로운 희망이 될 수 있다

특정 변이체를 표적으로 한 백신도 나올 전망이다. 노바백스는 최근 급증하는 오미크론 변이에 특화된 백신을 개발해 올해 1분기중 임상시험에 들어간다.

메신저RNA 기술을 다른 질환 치료에 두루 활용하는 연구에서도 잇따라 성과가 나올 것으로 기대된다. 인간면역결핍바이러스(HIV) 백신이 이미 임상시험에 들어갔고 말라리아 백신이 곧 임상시험에 들어간다. 모든 독감에 통하는 범용 백신도 개발 중이다.

유럽입자물리연구소 연구원들이 대형강입자가속기(LHC)를 점검하고 있다. 유럽입자물리연구소 제공
유럽입자물리연구소 연구원들이 대형강입자가속기(LHC)를 점검하고 있다. 유럽입자물리연구소 제공

대형강입자가속기 보수 마치고 재가동

물리학 분야에선 강력한 성능으로 새 단장한 장비가 과학자들의 연구 활동에 투입된다.

우선 미국 미시간대의 희귀동위원소가속기(에프립, FRIB)가 올해부터 가동을 시작한다. 이 가속기는 자연계에 존재하는 원소들에서 만들어질 수 있는 새로운 동위원소를 합성한다. 이론적으로 가능한 모든 동위원소의 80%를 만들어내는 것을 목표로 한다. 과학자들은 이를 통해 중성자별과 초신성 폭발 때 어떻게 무거운 원소가 생성되는지 알아낼 수 있을 것으로 기대한다.

또 스위스 제네바 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형강입자가속기(LHC)가 수년간의 유지보수 작업을 마치고 오는 6월 재가동한다. 이어 세계 4대 중력파 탐지기(미국 2, 이탈리아 1, 일본 1)도 자체적인 성능 개선 작업을 마치고 12월 중순에 새로운 관측을 시작한다.

메탄 배출을 감시하는 메탄샛 상상도. 환경방어기금 제공
메탄 배출을 감시하는 메탄샛 상상도. 환경방어기금 제공

메탄 배출 감시 위성 발사

환경 분야에선 4~5월 중국 쿤밍에서 열리는 유엔 생물다양성협약 당사국총회가 주목되는 행사다.

10월엔 비영리기구인 환경방어기금(EDF)이 개발한 메탄 배출 감시 위성 ‘메탄샛’이 발사된다. 지난해 11월 영국 글래스고에서 열린 유엔 기후변화협약당사국 총회(COP26)에선 2030년까지 메탄 배출량을 30% 줄이기로 한 바 있다. 메탄은 대기 중의 수명은 이산화탄소보다 짧지만 온실효과는 20배 이상 강력하다.

이밖에 중국이 올해 안에 유전자변형(GMO) 옥수수와 대두의 재배를 승인할 가능성이 높다고 과학저널 ‘사이언스’는 예상했다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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