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달의 뒷면

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목차

1. 개요

달의 뒷면은 지구에서 보이지 않는 달의 반구를 지칭하는 용어이다. 달은 자전과 공전 주기가 같아 지구에 한 면만 보여주는 조석 고정 현상으로 인해 달의 뒷면 일부(약 18%)만 칭동 현상으로 관측 가능하다. 달의 앞면과 뒷면은 겉모습에서 뚜렷한 차이를 보이는데, 앞면에는 현무암질의 달의 바다가 많이 분포하고 뒷면에는 충돌구가 지형 대부분을 차지한다. 1959년 소련의 루나 3호가 달 뒷면을 최초로 촬영했으며, 이후 여러 탐사선을 통해 달 뒷면의 지형이 밝혀졌다. 달 뒷면은 전파망원경 설치에 적합한 장소로 여겨지며, 헬륨-3의 존재 가능성으로 달 기지 개발의 이유가 되기도 한다. 나치가 달 뒷면에 비밀 기지를 건설했다는 등의 음모론과 "달의 뒷면에는 UFO 기지가 있다"는 도시전설이 존재하며, 다양한 대중문화 작품의 소재로 활용되기도 했다.

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달의 뒷면
개요
달의 뒷면 모습
달의 뒷면은 앞면보다 현저히 적은 바다를 가지고 있다.
명칭달의 뒷면 (Dark side of the Moon)
별칭먼(Far) 사이드
설명달의 뒷면은 지구에서 볼 수 없는 달의 반구이다.
특징앞면보다 크레이터가 많고, 바다가 적다.
과학적 특징
크레이터 밀도높음
달의 바다 비율낮음 (앞면의 약 1%)
지각 두께평균 70 km (앞면보다 두꺼움)
주요 지형남극-에이트켄 분지
탐사
최초 관측1959년, 소련의 루나 3호
최초 사진 촬영루나 3호
최초 직접 관측1968년, 아폴로 8호
최초 착륙2019년, 중국의 창어 4호
샘플 리턴2024년, 중국의 창어 6호
명칭 관련 오해
어둠의 영역달의 뒷면도 태양 빛을 받으며, '어둠의 영역'은 아님.
가시성지구에서 영구히 보이지 않는 영역일 뿐, 항상 어두운 것은 아님.
기타
관련 문화핑크 플로이드의 음반 "달의 뒷면"

2. 정의

달은 자전과 공전 주기가 같아서 항상 지구에 같은 면만을 보여주기 때문에 지구에서는 달의 뒷면을 볼 수 없다. 지구의 조석력은 달의 한쪽 면만이 지구를 바라보는(조석 고정) 수준까지 달의 자전속도를 떨어뜨렸다.[69] 이 조석 고정 때문에 그 대부분이 지구에서 보이지 않는 달의 반대쪽 면을 '''달의 뒷면'''으로 부른다. 다만 긴 시간에 걸쳐 바라보면 뒷면 중 일부는 칭동 때문에 관측 가능하다.[69] 관측할 수 있는 달 표면은 전체 면적 중 59%이다. 이 '지구에서 가끔 볼 수 있는 부분'은 제대로 관측하기 어려운데 이는 지구로부터의 시야각이 작아 해당 지형의 전체 모습을 관측할 수 없기 때문이다.

영미권에서 사용하는 문구인 '''달의 어두운 면'''(dark side of the Moon)은 빛이 없어서 어둡다는 게 아니라 '알려지지 않았다'라는 뜻으로 인류가 달에 우주선을 보내기까지 이 영역을 누구도 보지 못했다는 의미를 담고 있다.[63][64][65][66] 많은 사람들이 이 '어두운 면'을 햇빛이 닿지 않는다는 의미로 착각하나 사실 달의 앞면과 뒷면은 둘 다 평균적으로 태양으로부터 직접 거의 비슷한 양의 빛을 받는다.

다만 달의 앞면은 태양빛 외에 태양빛이 지구에 반사되어 나오는 지구조도 함께 받는다. 지구조는 지구와 마주하지 않는 달 뒷면에는 미치지 않는다. 오직 보름달(지구에서 볼 때) 때만이 달 뒷면 전체에 빛이 닿지 않는 기간이다. 아폴로 우주 미션들에서 우주선이 달 뒤를 돌 때마다 지구와의 교신이 끊어졌는데 이렇게 지구와의 교신이 두절되는 것을 '어두운'(dark)으로 부르기도 했다.[71]

3. 달의 앞면과 뒷면의 차이

달의 앞면과 뒷면은 뚜렷하게 구분된다. 앞면에는 현무암질의 바다가 많지만, 뒷면에는 바다가 거의 없고 충돌구가 대부분이다. 앞면의 바다는 31.2%를 차지하지만, 뒷면에서는 1%에 불과하다.[72] 이는 달 앞면에 열 발산 원소가 더 많기 때문이라는 설명이 유력하며, 루나 프로스펙터의 감마선 분광계로 얻은 지구화학적 지도로 입증되었다.[72]

달 뒷면 지각은 앞면보다 두껍다. 과거 작은 위성이 달과 충돌해 뒷면에 두꺼운 지각층을 형성했다는 가설도 있다.[73] (거대충돌 가설) 그러나 뒷면의 화학 조성은 이 모형과 다르다.

마카오과학기술대학 연구팀은 왜행성급 천체가 달 앞면에 충돌해 현재 환경이 조성되었다는 연구 결과를 냈다. 지름 약 780km 천체가 시속 22,500km로 달 앞면에 충돌, 솟아오른 물질이 뒷면에 5~10km 두께로 쌓였다는 것이다.[76]

달 뒷면은 앞면보다 고도 변화가 심하다. 달 최고봉과 최저점 모두 뒷면에 있다.[18]

달은 조석 고정으로 항상 같은 면만 지구를 향한다. 그러나 칭동으로 지구에서 달 표면의 약 59%를 볼 수 있다.[54]

3. 1. 대한민국의 달 탐사

대한민국은 2022년 다누리(KPLO, Korea Pathfinder Lunar Orbiter)를 발사하여 달 궤도 진입에 성공하였다. 다누리는 달 표면 전체의 편광 지도와 감마선 분광 지도를 제작하여 달 표면의 지질학적 특성과 자원 분포를 연구하고 있다.

4. 탐사

1950년대 후반까지 달의 뒷면에 대해 알려진 것은 거의 없었다. 칭동으로 인해 달 뒷면의 일부를 볼 수 있었지만, 관측 가능한 부분은 달 표면 전체의 59%가 한계였다.[77]

1959년 10월 7일 루나 3호가 달의 뒷면을 최초로 촬영한 사진.


1959년 10월 7일, 소련의 탐사선 루나 3호가 달 뒷면 사진을 최초로 촬영했다.[78] 이 사진들을 분석하여 1960년 11월 6일 소련 과학 아카데미는 달 뒷면 지도책을 최초로 출판했다.[81][82] 1년 후 소련은 루나 3호가 보낸 사진들을 기반으로 월구의를 최초로 내놓았다.[84][85] 1965년 7월 20일 소련의 존드 3호는 달 뒷면의 고품질 사진 25장을 전송했다.[86] 1967년 소련은 존드 3호의 자료를 바탕으로 《달 뒷면 도감》 2부를 출판하고,[87][88] 《달 전체 지도》와 개정판 월구의를 출시했다.[84]

소련 우주 탐사선이 달 뒷면의 주요 지형을 발견하면서, 소련 과학자들이 이름을 붙였다. 이후 국제천문연맹이 달 뒷면 지형 작명 임무를 맡았지만, 소련 시절 붙인 이름은 대부분 그대로 유지했다.

1962년 4월 26일, NASA의 레인저 4호가 달 뒷면에 충돌한 최초의 우주선이 되었으나, 과학적 자료 전송에는 실패했다.[91] 1966년부터 1967년까지 루나 오비터 프로그램을 통해 달 뒷면 지형을 본격적으로 탐사하여 지도를 제작했다.

1968년 아폴로 8호 미션에서 우주비행사 윌리엄 앤더스가 달 뒷면을 최초로 직접 관측했다. 이후 아폴로 계획의 우주비행사들과 여러 달 탐사선들이 달 뒷면을 관측했다.

지질학자이자 천문학자인 해리슨 슈미트는 치올콥스키 충돌구에 착륙선을 보내자는 제안을 했으나, NASA는 위험성과 자금 부족을 이유로 기각했다.

NASA는 남극 에이트켄 분지에 표본 회수용 착륙선을 보내는 계획을 세웠다. 달 뒷면 바다에는 헬륨-3 농도가 높을 것으로 예상되어, 달 기지 건설의 이유로 언급되기도 한다.[92]

중화인민공화국의 중국국가항천국은 중계위성 췌차오를 L2점으로 보내 창어 4호의 착륙을 도왔다.[95]

4. 1. 탐사 역사 (대한민국 관점)

달의 뒷면에 있는 ''Yutu-2'' 로버가 촬영한 창어 4호 착륙선


대한민국은 다누리 발사 이전까지 달 뒷면 탐사에 직접 참여하지는 않았으나, 미국, 소련, 중국 등 우주 개발 선진국들의 탐사 결과를 공유받아 연구에 활용해 왔다. 다누리 발사 이후, 대한민국은 독자적인 달 탐사 능력을 확보하고 달 뒷면 연구에 직접 참여할 수 있게 되었다.

중국 국가우주국(CNSA)의 창어 4호는 2019년 1월 3일 인류 최초로 달의 뒷면에 연착륙에 성공했으며, 위투 2호 달 탐사 로버를 달 표면에 배치했다.[37] 이 우주선에는 저주파 라디오 분광기와 지질 연구 도구가 장착된 착륙선이 포함되었다.[38] 달의 뒷면은 지구로부터의 간섭이 달에 의해 차단되므로 전파 천문학에 좋은 환경을 제공한다.

2020년 2월, 중국 천문학자들은 처음으로 달 분출물 시퀀스의 고해상도 이미지와 내부 구조에 대한 직접적인 분석 결과를 보고했다. 이는 지면 관통 레이더(LPR)가 위투 2호 로버에 탑재되어 수행한 관측을 기반으로 했다.[39][40]

중국 국가우주국(CNSA)은 2024년 5월 3일 창어 6호를 발사하여 달의 뒷면 아폴로 분지에서 최초로 달 샘플을 회수했다.[41] 이는 CNSA의 두 번째 달 샘플 회수 임무로, 4년 전 달의 앞면에서 창어 5호가 처음으로 성공했다.[42] 또한 미니 "진찬" 로버를 탑재하여 달 표면의 적외선 분광법을 수행하고 달 표면의 창어 6호 착륙선을 촬영했다.[43] 착륙선-상승체-로버 조합은 2024년 6월 1일 22:23 (UTC)에 착륙하기 전에 궤도선 및 귀환체와 분리되었다. 이 조합은 2024년 6월 1일 달 표면에 착륙했다.[44][45] 상승체는 착륙선이 수집한 샘플을 싣고 2024년 6월 3일 23:38 (UTC)에 다시 달 궤도로 발사되었으며, 이후 달 궤도에서 또 다른 로봇 랑데부 및 도킹을 완료했다. 그런 다음 샘플 용기가 귀환체로 옮겨졌고, 귀환체는 2024년 6월 25일 내몽골 자치구에 착륙하여 중국의 달 뒷면 샘플 회수 임무를 완료했다.[46]

달 표면 전자기 실험 (LuSEE-Night) 착륙선은 미국 항공우주국(NASA)과 미국 에너지부가 개발 중인 로봇 관측소로, 2026년 초에 우주 초기 역사의 전자기파를 측정하기 위해 설계된 달의 뒷면에 연착륙하는 임무이다.[47]

5. 가능성

달 뒷면은 지구에서 발생하는 전파통신의 간섭을 받지 않아 전파망원경을 설치하기에 매우 좋은 장소로 여겨진다. 과학자들은 푸에르토리코의 아레시보 천문대와 비슷한 고정형 망원경을 설치하기에 적합한, 작고 접시 모양을 한 충돌구들을 후보지로 고려하고 있다.[97] 더 큰 규모의 망원경 설치 장소로는 달 뒷면 중앙 근처에 있는 직경 100km의 다이달로스 충돌구가 거론된다. 다이달로스 충돌구의 3km 높이 가장자리는 인공위성에서 나오는 잡음을 막는 데 도움을 줄 수 있다.[97] 사하 충돌구 역시 전파망원경 설치 후보지로 유력하게 고려되고 있다.[97]

하지만 달 뒷면에 전파망원경을 설치하기 위해서는 몇 가지 어려움을 극복해야 한다. 고운 달 먼지가 장비, 차량, 우주복을 오염시킬 수 있으며, 전파망원경에 사용되는 전도성 물질들은 태양 플레어의 영향으로부터 세심하게 보호되어야 한다. 또한 망원경 주변 지역을 다른 전파원으로부터 보호해야 한다.[97]

지구-달 계의 L2 라그랑주 점은 달 뒷면에서 약 62,800km 떨어진 곳에 있는데, 이곳은 리사주 궤도를 도는 전파망원경을 설치하기에 좋은 위치로 제안되기도 한다.[98]

달의 앞면은 지구에 의해 태양풍으로부터 부분적으로 차단되기 때문에, 달의 뒷면 마리아에는 헬륨-3가 가장 많이 농축되어 있을 것으로 예상된다.[50] 헬륨-3는 지구상에서는 드물지만, 핵융합 반응로의 연료로 사용될 가능성이 큰 동위원소이다. 달 정착을 지지하는 사람들은 헬륨-3의 존재를 달 기지 건설의 이유로 제시하기도 한다.[51]

6. 음모론

나치가 달 뒷면에 비밀 기지를 건설했다는 음모론이 존재한다. 이 주장에 따르면, 나치 잔당들이 전쟁 중 개발한 로켓 기술을 이용하여 달로 도망가서 달 뒷면에 비밀 기지를 건설하고 세력을 회복하여 복수를 노리고 있다고 한다.[99]

밀턴 윌리엄 쿠퍼와 같은 일부 음모론자들은 몇몇 아폴로 우주비행사들이 달 뒷면에서 UFO를 목격했으나, 이에 대해 입을 다물라는 압력을 받았다고 주장한다.[100][101] 일부 비행사들은 외계인의 기지(암호명 '루나')를 목격하고, 외계인을 만나 달을 떠나라는 경고를 들었다는 주장도 있다. 인터넷에는 달에 있다는 '거대한 성' 사진이 돌아다니기도 했다. 아폴로 20호에 대한 괴담 중에는 달 뒤편에 유인 탐사선이 착륙했다는 내용도 있다. 그러나 NASA는 이 모든 주장들이 악의적인 거짓 정보라고 발표했다.[102]

전 미국 국방부장관 로버트 맥나마라는 펜타곤 내 일부 고위급 공무원들이 '소련은 미국이 감시할 수 없는 달 반대편에서 핵실험을 계속할 것이다'라는 이유로 미국과 소련 사이 핵실험 금지조약에 반대했다고 주장했다. 맥나마라는 이들의 반대 이유를 '우스꽝스럽고 정신들이 나갔었다.'라고 여겼다. 그는 이것이 냉전 시기 펜타곤 고위직들 중 일부의 정신상태를 보여주는 예시라고 생각했다.[103]

"달의 뒷면에는 UFO 기지나 지적 외계 생명체 기지가 있다"고 주장하는 도시 전설이 널리 알려져 있다.[60][61][62]

7. 대중문화

트랜스포머 3(2011년 개봉)에서 1960년대 센티넬 프라임이 타고 온 우주선 아크가 달 뒷면에 불시착한다. 아이언 스카이(2012년 개봉, 핀란드 영화)에서는 나치의 기지가 '달의 어두운 면'에 있다는 설정이 나온다. 달의 뒷면은 지구에서 관측하기 어려웠기 때문에 이처럼 다양한 픽션 작품의 소재가 되었다. 1608년 요하네스 케플러는 꿈이라는 소설에서 '프리볼바'라고 불리는 달의 뒷면 반구의 세계와 그 주민을 묘사했다.[59]

"달의 뒷면에는 UFO 기지나 지적 외계 생명체 기지가 있다"는 도시 전설도 널리 퍼져 있다.[60][61][62]

참조

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