지질자원硏, 달 극지방 물 존재 재검증…분포 예상 지도 제작

김경자 박사팀, 다누리 감마선 분광기로 달 극지 물 분포지도 작성

이전 NASA 루나 프로스펙터 미션 결과 재검증

달 표면 물 함량 많을수록 중성자 수 감소…3억3000만t 물 증명 나서

[대전=뉴시스] 다누리 중성자지도와 루나 프로스펙터 중성자 지도 비교도.(사진=지질연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국지질자원연구원이 지난 2022년 8월 발사한 대한민국 최초의 달 궤도 탐사선인 '다누리호'에 실린 감마선분광기(KGRS)를 활용해 달 극지의 물 분포지도를 제작했다.

지질연은 우주자원개발센터 김경자 박사팀이 지난 2년 동안 KGRS로 수집한 자료를 분석, 달 극지의 물 분포지도를 만드는데 성공했다고 30일 밝혔다.

김 박사팀의 연구결과에 따르면 달의 북극이 남극 보다 더 넒은 지역에 물이 분포하고 있으며 함량도 높을 것으로 분석된다. 이는 NASA 루나 프로스펙터 미션과 유사한 결과다.
 
루나 프로스펙터(Lunar Prospector)는 지난 1998년에 NASA가 발사한 달 탐사선으로, 달의 자원과 환경에 대한 데이터를 수집해 달 표면의 화학적 성분, 자원, 물의 존재 여부 확인이 목적이다.

이번 KGRS 연구결과는 중성자 수 감소를 통해 달 극지방 표면에 물이 존재함 입증하는 방식으로 이전 루나 프로스펙터 미션의 결과를 재검증한 중요한 발견으로 평가되고 있다.

연구팀은 KGRS 차폐분광기의 붕소(Boron)와 중성자의 반응으로 생성된 487킬로전자볼트(keV)의 감마선 피크(peak)를 분석해 중성자 지도를 제작하고 이를 통해 달의 원소 분포와 물 존재를 추적, 향후 달 극지 자원 산정에 중요한 정보를 확보했다.

김 박사팀은 극지역 표토층에서 물의 함량과 중성자 수의 관계를 전산모사(simulation)해 달 표면에 물 함량이 많을수록 중성자 수가 감소하는 현상을 확인했다.

이를 통해 이번에 제작된 달 극지의 물 분포 지도에서 달 북극의 대표적인 영구 음영지역이자 얼음이 존재할 가능성이 높은 충돌분지인 로즈데스트벤스키 지역의 뚜렷한 중성자 감소현상을 확인, 이 지역에 상대적으로 많은 양의 물이 존재함을 입증했다.

이번 발견은 달의 물 분포와 지질학적 기원의 이해는 물론 향후 인류의 달 자원개발 및 기지 건설에 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

KGRS의 달 표면 원소지도는 기존 루나 프로스펙터의 중성자 지도와 일치해 신뢰성이 높으며 NASA Moon Trek 사이트에 공개되어 국제 달 자원조사 컨소시엄(International Lunar Prospecting Consortium)의 달 자원 산정을 위한 국제활동 수행에 활용될 예정이다.

지질연은 향후 루나 프로스펙터가 달 북극과 남극 지역의 얼음 함량을 각각 4.6%와 3.0%로 추정하고 북극에 약 3억3000만 t의 물이 존재할 것으로 분석한 결과를 추가 전산모사를 통해 검증할 예정이다.

지질연이 독자 개발한 감마선 분광기는 다누리호에 실려 달 탐사활동을 하고 있다. 고도 100km 달 궤도에서 달의 원소 분포, 물 함량, 중성자 방사선 등에 대한 중요한 데이터를 10초마다 수집해 달의 원소 지도와 중성자 지도, 극지방 물 분포 지도를 작성하는 기초자료로 활용하고 있다.

김경자 센터장은 "연구원의 독창적인 달 자원탐사 기술력을 증명한 이번 연구결과는 향후 달을 포함한 우주자원 개발과 탐사에 중요한 전환점이 될 것"이라며 "지속적인 달 자원 탐사 연구를 통해 대한민국의 우주자원 기술 고도화 및 글로벌 우주 탐사 경쟁력 강화에 앞장서겠다"고 말했다.


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