지구의 영원한 동반자 ~ 달에 대하여~~

밤하늘에 가장먼저 눈에들어 오는 것은 달이라는것을

우리는 누구나 알고 있다

단지 항상 달은 우리의 밤하늘에 자리하고 있었고

생김새에 따라 날짜와 시간들을 알아보는데 척도역할도 하였고

각종 동화나 이야기에 등장하여 우리에게 가장 친숙한 행성으로

우리 인간에게 어두운 곳을 밝히는 친구와 같은 존재로서 여겨져 왔다

 

달은 지구의 유일한 영구적 자연위성으로, 태양계내의 위성 중 5번째로 크다.

행성의 크기와 연관하여 자연위성 중 가장 크다고하겠다.

지구 중심으로부터 달 중심까지의 거리는 평균 38만 4400킬로미터로,

지구 지름의 30배이며, 지구에서 태양까지 거리(1AU)의 1/389 보다 작다.

달의 지름은 지구의 약 4분의 1, 태양의 약 400분의 1인 3,476 km이다.

달의 부피는 지구의 약 1/50 정도이며, 표면에서의 중력은 지구의 약 17%이다.

달은 지구를 약 27.3일에 일주하며(공전 주기),

지구-달-태양의 위치 변화는 29.5일을 주기로 달라지는 달의 상을 만든다(삭망 주기).

지구에서 가장가까운 천체인만큼,

달은 현재까지 인류가 직접 탐험한 유일한 외계이다.

1969년 인류가 만든 최초의 무인우주선이 달로 보내어진 것을 시작으로

1972년까지 6차례 직접 달을 탐사하게 되었다.

이후 달 탐사는 중단되었으나, 2000년대에 들어 탐사가 재개되었고,

2020년까지 우주인을 보내는 탐사가 계획되어 있다.

인도에서 발사한 챤드라얀 1호가 2009년 9월 26일 달에서 물은 발견하였다.

달

 

인간은 지구에서 가장 가까운 행성

달에게 가장 관심과 선망을 갖고 끊임없이 달탐구에 도전하였으며

달에 도착후 많은 실험과 노력으로 

달의 구조에 대해 알고 파악하게 된다

 

지구의 내부 구조는 지진파의 연구를 통해 알아 내며,

달은 달궤도를 돌고 있는 인공위성과 지진파로 파악한다.

달의 내부 구조는 아폴로11호가 월진계를 설치한 뒤부터 내부성질을 알아 낸다.

달의 내부는 크게 표면, 맨틀, 핵, 이렇게 세 부분으로 나뉘어 있다.

표면의 두께는 평균 70km이고,(고지대 약 100 km,저지대나 바다 약 60 km)

핵의 반지름은 300~425 km 사이, 나머지 부분은 맨틀을 이루고 있다.

달의 핵은 달 전체 질량의 2% 미만을 차지하고 있다고 추측하고 있다.

 

알베도의 가장 간단한 형태의 정의는 람버트 알베도이다.

람버트 알베도란 람버트 표면을 가진 행성에서의 알베도이고,

람버트 표면이란 입사된 방향과는 무관하게 등방으로 반사되는 이상적인 표면을 의미한다.

행성이나 위성이 만약 람버트 표면으로 되어 있다면,

어느 방향에서나 같은 반사광이 측정된다.

그러나 달의 표면은 람버트 표면으로 이루어져 있지는 않다.

이 말은 달을 바라보는 방향에 따라 그 밝기가 바뀐다는 뜻이기도 하다.

물론 위상에 따라 그 밝기도 변하는 것도 사실이지만,

상현이나 하현일 때(-9.9등급) 보이지 않는 부분은

보름달(-12.6등급)의 1/2인 데 반해 실제 밝기는

보름달의 1/12으로 줄어드는 것을 봐도 그렇다.

이렇게 보름달일 때가 다른 위상의 달의 밝기보다

급격히 밝아지는 현상을 가리켜 충효과라고 부른다.

 

 

달은 지구와 45도 각도로 충돌함으로써 지구의 중력에 끌려 지구를 도는 위성이 되었다.

이런 인연으로 인해 달은 엄청난 영향을 지구에게 주고 있으며

실제로 태양 다음으로 지구에 없어서는 안되는 소중한 위성이다.

달이 없다면 지금 지구의 생명체가 존재할 수 없으며

달로 인해 생명의 움직임이 활발하게 되었다.

달은 지구에서 가까운 곳에 있기 때문에 직접

삼각측량에 의해 거리를 측정할 수가 있다.

 

지구상의 떨어진 두 지점에서 동시에 달의 위치를 관측하면

시차를 측정할 수 있기 때문에 거리도 구할 수 있다.

달은 지구에서 약 38만 5천km 떨어진 곳에 있으며, 지구의 주위를 돌고 있다.

달이 지구 주위를 돌고 있는 것은 달과 지구 사이의 만유인력 때문이다.

태양이나 다른 행성에서 오는 인력도 작용하지만

그다지 크지 않기 때문에 무시해도 된다.

따라서 근사적으로는 달의 운동은 2체 문제이며,

달의 궤도는 타원이 된다.

 

달의 반지름은 지구 반지름의 약 4분의 1이며,

질량은 지구 질량의 1/81.3이고,

달과 지구의 공통 중심은 지구 내부에 있다.

달 궤도의 반지름은 38만 4,400km이며,

이것이 달과의 평균 거리가 된다.

 

달 궤도의 이심률(離心率, e)은 0.05488이며,

지구와 달의 거리는 36만 3,300km에서 40만 5,500 km 범위에서 변화한다.

이는 상당히 큰 변화이며, 달 사진을 여러 장 찍어 비교해 보면 상(像)의

크기가 다르다는 것을 확인할 수가 있다.

달의 궤도면은 황동에 대해 5°9′기울어져 있다.

이로 인해 태양에서의 우력(偶力)이 작용하여

궤도면이 18.61년 주기로 방향을 바꾼다.

또 천구상의 달의 궤도를 백도라고 한다.

달은 매년 지구로부터 3.8cm씩 멀어져가고 있다.

 

로켓 동력에 의한 우주 개발이 시작된 이래

그 주요 목표의 하나는 달의 탐사였다.

1957년 스푸트니크 1호 인공위성이 궤도를 돌고 난 이후,

미국과 구소련은 달 탐험을 목표로 우주개발 경쟁을 벌였다.

이후 한동안 달 탐사가 중지되었으나,

2000년대 중반부터 일본·중국·인도를 중심으로 다시 재개되었다.

 

오는 2020년부터 세계 각국에서 달 유인 기지를 건설하려는 계획이 활발하다.

유럽우주국, ESA의 국장 디트리히 뵈르너는 미 우주 심포지움에서 달 정거장 건설을 강하게 어필하기도 하였다.

 

미국은 1958년 달을 목표로 파이어니어 1호를 발사했으나,

달까지 비행하는 데에 실패하고 2호도 다시 실패로 끝났다.

이후 달 탐사에서1961년 8월 23일 발사된

탐사 우주선 레인져 1호에서 6호까지 계속 실패하였다.

 

1964년 7월 28일에 발사한 제7호에서 텔레비전 카메라에 의한 달면 관측에 성공,

달에 충돌할 때까지 4,308장의 월면 사진을 지상으로 보냈다.

1966년 5월 30일에는 서베이어 1호를 발사하여 월면에 연착륙시켰고,

또한 루나 오비터 1호도 같은 해 8월에 달 상공을 도는 위성이 되었다.

1967년 11월 7일에 쏘아올린 서베이어 6호는

월면에 연착륙하고 나서 역추진 로켓을 작동시켜 다시 이륙,

장소를 다른 곳으로 옮기는 등의 복잡한 실험에 성공하였다.

 

아폴로 계획은, 1961년부터 1972년 까지

미국항공우주국을 중심으로 진행된 달 탐사계획이다.

1968년 10월 12일, 3명의 우주 비행사를 태운

아폴로 7호를 케이프 케네디 우주센터에서 발사하여

달 비행 연습을 위해 11일간 지구를 돌면서

우주선의 성능과 조작을 테스트했다.

새턴 1B형으로 발사하였고, 후에 더 큰 새턴 V가 사용되었다.

1969년에는 유인 우주선 아폴로 11호가 달에 착륙하였고,

승무원 닐 암스트롱이 달에 첫 발을 딛고 지구로 귀환하였다.

 

1959년 1월 2일에 구소련이 쏘아올린 루나1호는

달면에서 약 6,000 km 떨어진 곳을 통과하였고,

같은 해 9월 12일에 발사한 루나2호는 인공 물체를 월면에 충돌시켰다.

역시 같은 해 10월 4일에 비행한 루나3호는

그 때까지 인간이 바라본 적이 없는 달의 뒤쪽을

사진으로 촬영하여 지상으로 전송하는 데 성공했다.

1965년 5월 9일에 발사한 루나5호로

월면에 관측선을 연착륙(軟着陸)시키려 했으나 실패하여 달에 충돌했다.

 

이듬해인 1966년 1월 31일에 지구를 출발한 루나9호는 

착륙에 성공하여 월면에서 텔레비전 카메라 등으로 관측을 하고

3일간에 걸쳐서 데이터를 지구로 보냈다.

같은 해 3월 31일에 구소련이 쏘아올린 루나 10호는

처음으로 달 주위 궤도를 도는 위성이 되어 상공에서 월면을 탐사하는 데에 성공했다.

1968년 9월 15일에 구소련이 발사한 존드 5호는

달을 돌고 나서 6일 후에 인도양으로 되돌아옴으로써

구소련의 유인 달 비행의 가능성을 시사하였다.

하지만, 구소련은 결국 달에 유인 우주선을 보내지는 못했다.

이후 루나 16호, 루나 20호, 루나 24호가 달 암석 샘플을 채집하여 귀환하였다.

 

미국이나 러시아등 많은 나라는 현재

달 탐사나 인공위성을 올려보내는등 

많은 기술 발전으로 달에 대한 탐구를 위해

계속적인 도전을 하고 있다

 하지만 어느때 부터인가 달의 유인우주선이 

도달하지 못하고 있다

이는 안하는것인지 물적자원이나 인적자원의

배려인지 모르겠으나

이미 오래전 달에 착륙시킨 기술을 기반으로 한다면

이미 우리는 달에 인간이 장시간 기거하며

생활할수 있는 기지는 충분히 지어낼수 있는

시간과 기술이 있엇다는 것은

미스터리라 할수 있다