중국과학원은 최근 국제 최초로 지구-달 공간에 3개 위성으로 구성된 별자리(성좌) 구축에 성공했다고 발표했다. 전통적인 우주선 궤도 측정 방식은 지상 기지국에서 장시간(2일 이상) 데이터를 수집해야 했지만, 이 새로운 시스템은 위성들이 서로를 추적하며 단 3시간 만에 동등한 정확도의 데이터를 얻을 수 있게 했다. 이는 측정 시간을 약 16배 단축한 혁신적인 성과이며, 중국의 우주 탐사 능력이 한 단계 도약했음을 보여준다.​

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※ 사진설명:

1. DRO 궤도 (Distant Retrograde Orbit): 달의 주위를 도는 먼 역행 궤도로, 여기에는 DRO-A 위성과 DRO-B 위성이 배치되어 있다.

2. 공진 궤도: 지구 주위를 도는 궤도로, DRO-L 위성이 이 궤도에 위치하고 있다.

3. 라그랑주 점 (L1, L2, L3, L4, L5): 지구와 달의 중력 균형점으로, 위성이나 우주선이 상대적으로 안정적으로 위치할 수 있는 지점들이다. 이 이미지에서는 L1부터 L5까지의 라그랑주 점이 표시되어 있다.

4. 저지구 궤도: 지구에 가까운 궤도로, 위성들이 지구 주위를 빠르게 도는 궤도이다.

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ㅡ 주요성과

 

중국과학원의 A급 전략적 선도 프로젝트인 "지구-달 공간 DRO 탐색 연구"를 통해 개발된 3개의 위성은 현재 지구-달 공간에서 안정적으로 백만 킬로미터급 위성 간 측정 통신 링크를 구축했다. 이는 중국이 국제 최초로 지구-달 공간에 3성 별자리를 성공적으로 구축했음을 의미한다.

 

이 프로젝트를 통해 지구-달 공간 개발 및 활용, 우주 과학 최전선 탐색을 위한 견고한 기반을 마련했으며, 다수의 독창적인 과학기술 성과를 이루어냈다.

 

ㅡ 지구-달 공간의 전략적 중요성

 

지구-달 공간은 지구궤도에서 외부로 확장되는 새로운 영역으로, 지구로부터 최대 200만 킬로미터까지 도달할 수 있다. 지구궤도 공간에 비해 3차원 공간 범위가 천 배 이상 확대된다. 이 공간을 개척하고 활용하는 것은 달 자원 개발 및 활용, 인류의 지구 외 장기 거주 및 행성 간 활동, 지속 가능한 태양계 탐사 등에 있어 중대한 전략적 의미를 지닌다.

 

ㅡ 프로젝트 경과

 

중국과학원은 2017년부터 관련 예비 연구 및 핵심 기술 개발을 시작했으며, 2022년 2월에 선도 프로젝트를 공식 출범했다. 이 프로젝트는 3개의 위성을 연구 개발하고 발사하여 지구-달 공간에 대규모 위성 별자리를 구축하고, DRO(원거리 역행 궤도)의 독특한 특성과 응용 가치를 탐색하는 것을 목표로 설정했다.

 

DRO-L 위성은 2024년 2월에 발사되어 태양 동기 궤도에 성공적으로 진입했다. DRO-A 위성과 B 위성은 2024년 3월에 발사되어 7월 15일에 DRO 임무 궤도에 성공적으로 진입했다. 같은 해 8월에 3개 위성의 네트워크 구축이 처음으로 실현되었다.​

 

※ 사진설명

1. DRO-A 위성: 이미지 상단에 위치한 DRO-A 위성은 달 근처에서 활동하는 위성이다.

2. DRO-B 위성: 이미지 중간에 위치한 DRO-B 위성은 DRO-A와 함께 달 주위를 도는 위성이다.

3. DRO-L 위성: 이미지 하단에 위치한 DRO-L 위성은 지구 주위를 도는 위성으로, 지구와 달 사이의 공간에서의 역할을 수행한다.

 

ㅡ 기술적 성과

 

중국 과학자들은 다년간의 지구-달 공간 우주 동력학 및 우주 탐사 연구를 바탕으로, 비행시간을 활용해 더 큰 탑재량과 비상 처리 여유를 확보하는 혁신적인 설계 개념을 제안했다. 결과적으로 전통적인 방법의 5분의 1에 불과한 연료만으로 위성의 지구-달 전이 및 DRO 저에너지 궤도 진입을 완료했다. 이는 국제적으로 처음으로 우주선의 DRO 저에너지 궤도 진입을 실현한 것으로, 지구-달 공간 진입 비용을 크게 낮추어 대규모 지구-달 공간 개발 및 활용을 위한 새로운 경로를 개척했다.

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또한 연구팀은 국제 최초로 117만 킬로미터 K 밴드 위성 간 마이크로파 측정 기술을 검증하는 데 성공했다. 우주 과학 분야에서 연구원들은 감마선 폭발(GRB) 등의 천체물리학 연구를 수행했으며, 지구-달 공간에서 원자시계 운영 등 일련의 새로운 기술 실험 프로젝트를 시도했다.

 

이 외에도, 연구원들은 위성이 위성을 추적하는 우주 기반 궤도 측정 새 체제를 성공적으로 검증했으며, 단 3시간의 위성 간 측정 데이터만으로 기존 방식의 2일 이상 추적 측정 데이터에 해당하는 궤도 측정 정확도를 달성했다. 이러한 획기적인 발전은 지구-달 공간 우주선의 궤도 측정 비용을 크게 낮추었으며, 우주선의 효율적인 운용을 위한 새로운 경로를 개척했다.

 

※ 사진설명:​

이 이미지는 지구와 달 사이의 공간에서 DRO(Distant Retrograde Orbit) 궤도를 활용하여 우주 감마선 폭발을 탐지하는 연구를 설명하고 있다. 주요 요소는 다음과 같다:

1. DRO-A 위성: 이미지 상단에 위치한 DRO-A 위성은 DRO 궤도에서 감마선 폭발을 탐지하는 역할을 한다.

2. DRO-L 위성: 이미지 하단에 위치한 DRO-L 위성은 지구 근처에서 DRO 궤도를 따라 이동하며 감마선 폭발을 탐지한다.

3. GECAM 위성: 저지구 궤도에서 활동하는 GECAM 위성은 감마선 폭발을 탐지하는 또 다른 위성이다.

4. 감마선 폭발 (Gamma-ray Burst): 이미지 중앙에 위치하며, 우주에서 발생하는 강력한 감마선 폭발을 나타낸다.

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중국과학원 우주응용공학기술센터 연구원 왕원빈(王文彬)에 따르면, 이 성과는 국제적으로 처음으로 지상에서 위성을 추적하는 대신 위성이 위성을 추적하는 방식을 검증한 것이다. 이는 전통적인 지상국을 하나의 위성으로 변환하여 저궤도에 배치한 것과 같다. 이 기술은 중국의 미래 지구-달 공간 탐사 및 심우주 탐사를 위한 새로운 기술적 경로를 개척했으며, 지구-달 공간의 다양한 궤도에 대한 궤도 결정, 항법, 시각 동기화 서비스를 더 많이 제공할 수 있게 되었다. 이는 중국이 향후 대규모 지구-달 공간 상업 활동을 수행하는 데 효율적인 솔루션을 제공한다.

 

2025.04.16

(원문보기) https://china.huanqiu.com/article/4MIKbHHOL7v

 

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