다누리가 찍은 달 사진, 왜 흐릿한 흑백일까

지난 1일, 달 탐사선 다누리가 우주를 비행하며 찍은 지구와 달의 사진이 공개됐다.

이 사진들은 지구에서 약 124만㎞ 떨어진 지점에서 지난달 26일과 29일 각각 촬영됐다. 우리나라가 지구 중력권 밖에서 최초로 촬영한 사진들이라는 의미가 있다.

8월 29일 14시 촬영 사진, 지구로부터 130만km 거리에서 촬영 (자료=과기정통부)

그런데 이 사진들에 대해 '스마트폰으로 찍은 달 사진보다 화질이 안 좋다' '21세기에 왠 흑백 사진이냐' 등의 반응도 쏟아졌다. 우리나라의 첨단 과학기술이 집약된 다누리는 왜 저화질 흑백 사진을 찍어 보냈을까?

이는 다누리에 실린 달 탐사용 고해상도 카메라(LUTI, Lunar Terrain Imager)의 임무와 기능, 다누리와 다른 탑재체와의 무게 및 연료 균형 등과 관련된 문제다.

■ 다누리 고해상도 카메라는 달 상공 100㎞ 관측 위한 장비

LUTI는 달 상공 100㎞ 높이를 돌며 달의 지형을 관측하기 위해 한국항공우주연구원이 자체 개발한 카메라이다. 반면 이번에 찍은 사진은 지구에서 124만㎞ 떨어진 곳에서 기능 점검을 위해 촬영한 것이다. 설계 때 염두에 둔 작업 거리보다 무려 1만 2천배 이상 떨어진 거리에서 찍힌 셈이다.

해상도가 떨어질 수밖에 없다. 지구에서 달까지 탄도형 달 전이(BLT) 방식으로 항행하는 동안 지구와 달의 사진을 찍는 것은 다누리의 임무도 아니다.

LUTI의 가장 중요한 임무는 달 궤도에 진입한 후 달 탐사선 착륙 후보지에 대한 정밀한 지형 관측을 실시하는 것이다. 우리나라가 2031년 발사를 목표로 개발 중인 달 착륙선이 내려 앉을 최적 장소를 결정하기 위한 자료를 모은다는 목표다.

이를 위해 항우연 연구진은 달 환경에 맞춰 목표한 임무를 수행할 기능을 구현하면서, 다누리의 제한된 크기와 무게에 들어맞게 카메라를 설계 및 제작해야 했다.

■ 흑백으로 촬영해도 핵심 임무엔 영향 적어

LUTI 개발을 주도한 허행팔 항우연 위성탑재체연구부장은 "달 표면은 물질 상태가 단순해 굳이 컬러로 촬영하지 않더라도 지형을 파악하는데 큰 어려움이 없다"라며 "달의 특수한 환경과 다누리 선체의 제약 등에 맞춰 설계한 것"이라고 말했다.

달을 관측하는 장비는 대부분 흑백 촬영을 한다는 설명이다. 또 달은 밝을 때와 어두울 때 밝기 차이가 매우 크기 떄문에 이에 맞춰 카메라의 민감도나 노출을 조절하는 것이 더 중요했다.

다누리 자체의 크기와 무게에 따른 제약도 컸다. 다누리의 총 중량은 678㎏이며, LUTI 등 6개 탑재체 총 중량은 34.2㎏이다. 이중 LUTI에 할당된 무게는 12㎏이었다. 탐사선 및 탑재체 어느 부분이라도 조금만 무게나 크기가 늘어나면 달까지 가는데 필요한 연료가 급증한다. 이 때문에 다누리는 관측 장비를 최대한 많이 실으면서 연료를 아끼기 위해 4개월 이상의 오랜 시간이 걸리는 BLT 궤적을 택해야 했다.