달은 아주 오랫동안 매혹적이고 과학적인 연구의 대상이었습니다. 오늘은 우주에서 지구에 가장 가까운 이웃인 달의 특성, 생성, 탐사에 대하여 알아보겠습니다.
달의 특성
달은 지구의 유일한 자연 위성이며 태양계에서 다섯 번째로 큰 위성이며 직경은 약 3,476km이며 밀도는 태양계에서 두 번째로 밀도가 높습니다. 달의 표면은 분화구, 산, 계곡, 평야 등 다양한 지형으로 덮여 있습니다. 이러한 특징은 충돌 분화구, 화산 활동 및 지각 활동의 조합에 의해 만들어졌습니다. 달에는 대기가 없으며 달 표면에는 우주 광선과 미세 운석이 지속적으로 떨어져 독특한 지형을 형성하였습니다. 달의 가장 눈에 띄는 특징은 지구 주위를 공전하는 달의 위상입니다. 달이 지구 주위를 돌면서 달이 반사하는 햇빛의 양이 바뀌어 한 달 동안 모양이 변하는 것처럼 보이는 것입니다. 달은 지구의 조수에 상당한 영향을 미칩니다. 지구의 바다에 대한 달의 중력으로 인해 하루에 두 번 밀물과 썰물이 일어나고 밀물의 강도 역시 달의 위상에 따라 달라집니다.
달의 생성
가장 널리 알려져 있는 이론은 거대 충돌 가설입니다. 약 45억 년 전 화성 크기의 물체가 지구와 충돌한 후 남은 잔해에서 달이 형성되었다는 것입니다. 이 이론에 따르면 충돌은 많은 양의 물질을 지구 주위의 궤도로 보냈고 결국 달을 형성하면서 합쳐졌습니다. 달의 구성이 지구의 맨틀의 구성과 매우 유사하다는 사실을 포함하여 거대 충돌 가설을 뒷받침하는 강력한 증거들이 있습니다. 그리고 달의 궤도와 각운동량은 거대한 충돌로부터 예측하는 것과 일치합니다. 또 다른 이론은 핵분열 가설입니다. 이론에 따르면 달이 한때 지구의 일부였다가 분리되어 별도의 천체를 형성했다는 것입니다. 지구가 빠르게 자전하고 있다는 사실을 전제로 하고 있으며 맨틀의 일부가 궤도로 분출되어 결국 달을 형성하였다는 것입니다. 핵분열 가설은 달에 대한 여구 초기에는 인기가 있었지만 시간이 지날수록 이론과 불일치되는 부분이 많이 나타나면서 지지를 받지 못하고 있는 가설입니다. 세 번째 이론은 동시탄생설입니다. 태양계 행성들이 생성되던 시기에 지구와 달이 가스와 먼지 구름에서 형성되었다는 것입니다. 하지만 이 이론 역시 부족한 증거로 인하여 가설로만 존재하고 있습니다.
달 탐사
달은 많은 인간의 임무와 탐사의 대상이었습니다. 인간이 최초로 달에 착륙한 것은 1969년 NASA의 아폴로 11호 임무에서 우주 비행사 닐 암스트롱과 에드윈 버즈 올드린이며, 이는 달표면에 발을 디딘 최초의 인간이 되는 순간이었습니다. 아폴로 계획기간 동안 총 12명의 우주비행사가 달 위를 걸었고 마지막 아폴로 17호는 1972년이었습니다. 그리스 신화에서 달의 여신 이름을 딴 아르테미스 프로젝트는 우주비행사를 달에 보내고 기초 탐사에 그쳤던 아폴로 프로젝트에 더 의미 있고 깊이 있는 목표를 달성하기 계획입니다. 이 프로젝트의 핵심은 달에 인간이 단발성이 아닌 지속적으로 보낼 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. 그러기 위해서 NASA는 새로운 달 착륙선, 루나 게이트웨이, 첨단 우주복 등 다양한 신기술과 시스템을 개발하고 있습니다. 이 기술로 인간이 달 표면 탐사를 안전하게 하고 과학 연구를 수행하며 궁긍적으로는 화성 탐사를 위한 디딤돌로 사용될 것입니다. 첫 단계는 지속 가능한 방문을 위한 루나게이트웨이입니다. 달을 공전하는 우주 정거장으로 달의 접근성을 높여주는 플랫폼이라고 볼 수 있습니다. 두 번째 단계는 아폴로 프로젝트에서 존재하지 않았던 여성을 포함하여 총 4명의 우주비행사를 달까지 보내고 착륙시킬 계획입니다. 달을 대상으로 프로젝트가 안정감을 갖고 가능성을 보인다면 화성 및 외행성 유인 탐사로까지 이어지는 것을 최종 목표로 하는 것입니다. 아르테미스 약정은 이 프로젝트를 계속 발전시키고 진전시키기 위한 국제 조약입니다. 2020년 미국을 포함하여 8개국을 시작으로 10번째 대한민국을 거쳐 총 23개국이 아르테미스 약정에 서명한 상태입니다. 2022년 한국 최초 의 달 탐사선인 다누리가 미 프로리다주 기지에서 발사되었습니다. 4개월 반 동안 8자형 궤적을 돌아 달 상공에 안정적으로 들어가 현재는 달 상공 100km를 약 2시간 주기로 공전중에 있다고 합니다.
