SCIENCE 3D | 다누리의 달 가는 길 (탄도형 달 전이 궤도)

무슨 일이 일어났나

다누리(KPLO)는 2022 년 8 월 5 일 발사되어, 곧장 달로 가지 않고 탄도형 달 전이(BLT) 궤적을 따라 2022 년 12 월 26 일 달 임무 궤도에 들어갔습니다(KARI).

KARI 에 따르면 이 길은 지구–태양 L1 라그랑주점(약 150 만 km)까지 날아가는 방법으로, 달에 붙잡힐 때 드는 속도 증분(ΔV)을 약 25 % 줄여 연료를 아끼려고 고안됐습니다. KARI 는 이것이 해 · 지구 · 달 같은 주변 천체의 중력 효과를 이용해 추진력을 얻는 방식이라고 설명합니다.

시뮬레이터에서 높이 200 km 에서 원 궤도의 1.402 배(10,900 m/s)로 쏘면 높이 369,000 km 에서 돌아서고, 1.411 배(11,000 m/s)로 쏘면 35.5 일 만에 가장 먼 143 만 km 에 이르렀다가 돌아옵니다. KARI 도 이 방식은 처음에 발사체가 주는 가속(TLI)이 대개 더 크다고 적습니다.

시뮬레이터는 지구 중력만 넣은 단순 모형이라, 먼 곳에서 해의 당김이 길을 바꿔 다누리를 달 쪽으로 돌려보내는 모습은 보이지 않습니다.

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한국형 달궤도선(KPLO)이 태양–지구 라그랑주점 1 쪽으로 멀리 돌아 달에 이르는 BLT 궤적을 그린 상상도입니다.
출처: 한국항공우주연구원 · 공공누리 제1유형(출처표시) · 기관 누리집 원본 ↗

💡 생활 속 예시

자전거로 높은 언덕을 넘을 때 빙 돌아가는 완만한 길을 고르면 시간은 더 걸려도 다리 힘은 덜 들듯, 다누리도 4 달 반이 걸리는 먼 길로 연료를 아꼈습니다.
택배를 보낼 때 빠른 항공편 대신 날짜가 더 걸리는 배편을 고르면 값이 싸지는 것과 닮았습니다 — 다누리는 시간을 더 쓰고 연료를 덜 썼습니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

다누리 (KPLO) — 총 중량 약 678 kg 의 달 궤도선으로, 달 상공 100 km 원 궤도에서 임무를 합니다(KARI).
발사체의 처음 가속 (TLI) — 다누리를 지구 둘레에서 먼 곳으로 내보내는 큰 가속 — KARI 는 BLT 방식에서 이 몫이 대개 더 크다고 적습니다.
해 · 지구 · 달의 중력 — 150 만 km 먼 곳에서 다누리의 길을 바꿔 달 쪽으로 되돌려 보내는, 연료가 들지 않는 «추진력» 입니다.
궤적 수정 기동 4 회 — 4 달 반 동안 다누리가 설계한 기준 궤적을 잘 따라가도록 길을 조금씩 고칩니다.
달 궤도 진입 기동 3 회 — 달에 다가가 빠르기를 줄여 달에 붙잡히게 합니다 — 이 길 덕분에 드는 ΔV 가 약 25 % 줄었습니다.

2022 년 8 월 5 일 발사 — 다누리가 발사체와 분리되어 탄도형 달 전이 궤적에 들어갑니다.
지구–태양 L1 라그랑주점 쪽으로 약 150 만 km 를 날아갑니다.
먼 곳에서 해 · 지구 · 달의 중력이 길을 바꿔, 다누리가 달 쪽으로 되돌아옵니다.
가는 4 달 반 동안 궤적 수정 기동을 4 번 하며, 달 도착까지 누적 594 만 km 를 날아갑니다.
2022 년 12 월 17 · 21 · 26 일 세 번의 달 궤도 진입 기동 끝에, 12 월 26 일 달 상공 100 km 임무 궤도에 듭니다.

확인된 값

다누리를 쏘아 올린 날: 2022-08-05 출처
탄도형 달 전이 방식으로 달 임무 궤도에 든 날: 2022-12-26 출처
지구–태양 L1 라그랑주점 쪽으로 날아간 거리 (약 150만 km): 1500000000 m 출처
달까지 걸린 기간 (4 달 반): 4.5 달 출처
가는 길에 한 궤적 수정 기동 수: 4 회 출처
달 궤도 진입 기동 수 (12.17 · 12.21 · 12.26): 3 회 출처
발사부터 달 도착(2022-12-17)까지 날아간 거리 (누적 594만 km): 5940000000 m 출처
달에 붙잡힐 때 드는 속도 증분(ΔV)을 줄이는 정도: 25 % 출처
임무 궤도 — 달 상공 100 km 원 궤도: 100000 m 출처
다누리 총 중량 (약 678 kg): 678 kg 출처
해 · 지구 · 달 같은 주변 천체의 중력 효과로 추진력을 얻는 방식: 주변 천체 중력 이용 출처
BLT 방식에서는 발사체가 주는 처음 가속(TLI)이 대개 더 크다: TLI 가 큼 출처

다누리의 달 가는 길 (탄도형 달 전이 궤도)

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