달에서도 GPS가 작동할까? NASA, 사상 최초로 GNSS 신호 수신 성공

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NASA와 이탈리아 우주국이 달 표면에서 GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호를 직접 수신하고 추적하는 데 성공했다. 이 성과는 향후 달 탐사에서 정확한 위치 확인과 자율 항법이 가능해질 것임을 의미한다.

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지구에서 널리 사용되는 GNSS(Global Navigation Satellite System)가 달에서도 활용될 수 있는지 확인하기 위해 NASA와 이탈리아 우주국(ASI)은 LuGRE(Lunar GNSS Receiver Experiment) 실험을 진행했다. 2025년 3월 2일, 파이어플라이 에어로스페이스의 블루 고스트(Blue Ghost) 달 착륙선이 달 표면에 착륙하면서 이 실험이 본격적으로 시작되었다. 착륙 직후 LuGRE는 작동을 개시했고, 3월 3일 새벽(미국 동부 표준시) 사상 최초로 달 표면에서 GNSS 신호를 직접 수신하고 탐색 고정을 달성했다.

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이번 실험의 성공은 향후 아르테미스(Artemis) 프로젝트를 비롯한 유인 및 무인 달 탐사에서 지구 기반 GNSS를 활용한 정밀 항법이 가능할 것임을 입증했다. 기존에는 우주선이 달에 접근할 때 지구의 관제소에서 위치를 추적했지만, GNSS가 직접 사용될 경우 탐사선과 착륙선이 자율적으로 위치를 파악할 수 있게 된다. 이는 달뿐만 아니라 화성 탐사에서도 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

 

 

 

 

달 표면에서 GNSS 신호 추적, 어떻게 가능했나

기존 GNSS 시스템은 미국의 GPS, 유럽의 갈릴레오, 러시아의 글로나스, 중국의 베이더우 등으로 구성되며, 대부분 지구 궤도에서 운영된다. 하지만 GNSS 위성의 일부 신호는 지구 대기를 벗어나 우주 공간까지 확장되며, 이 신호를 수신할 수 있다면 달에서도 활용이 가능하다.

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LuGRE는 미국과 유럽의 GNSS 시스템인 GPS와 갈릴레오 위성의 신호를 추적하는 기능을 갖추고 있다. 이번 실험을 통해 달 표면에서도 GNSS 신호를 안정적으로 수신하고, 탐색을 위한 위치 고정을 수행할 수 있음이 확인되었다. 이는 달 궤도와 표면에서 위성 기반 항법 시스템을 구축하는 데 중요한 데이터가 될 것이다.

 

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달 탐사의 항법, 어떻게 바뀔까

NASA는 지금까지 우주선 항법을 위해 온보드 센서, 지구 기반 관측소, 레이더 추적 시스템 등을 조합해 위치를 결정해 왔다. 하지만 이러한 방식은 인간 조작자가 필요하며, 탐사선이 자율적으로 경로를 설정하기 어렵다는 한계를 갖고 있었다. 이번 실험은 달에서 GNSS 신호를 직접 활용할 수 있음을 입증하며, 향후 탐사선이 보다 자율적인 항법 시스템을 갖출 수 있는 가능성을 열었다. 이를 통해 달 표면을 탐사하는 로버나 착륙선이 실시간으로 위치를 추적하고, 보다 정밀한 착륙과 이동이 가능해질 것이다.

 

 

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NASA SCaN(Space Communications and Navigation) 프로그램의 부책임자인 케빈 코긴스(Kevin Coggins)는 지구에서는 스마트폰부터 항공기까지 모든 것이 GNSS를 활용해 탐색한다고 설명하며, 이번 실험이 달에서도 GNSS 신호를 직접 활용할 수 있음을 입증했다고 평가했다. 그는 이 기술이 향후 모든 달 탐사 임무에 적용되기를 기대한다고 덧붙였다.

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GNSS의 새로운 기록, 달을 넘어서 화성까지

LuGRE 실험은 단순히 달에서 GNSS 신호를 수신한 것뿐만 아니라, 인류가 가장 먼 거리에서 GNSS 신호를 추적한 기록도 경신했다. 2025년 1월 21일, LuGRE는 지구로부터 33만 7000킬로미터 떨어진 위치에서 GNSS 신호를 획득했다. 2월 20일, 달 궤도에 진입한 후에는 39만 1000킬로미터 거리에서도 신호를 수신하며, 이전 NASA 자기권 다중 스케일(MMS) 미션의 기록을 경신했다. 3월 3일, 마침내 달 표면에서 GNSS 신호를 추적하고 탐색 고정을 달성하며, 인류의 항법 기술에 새로운 이정표를 세웠다.

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이것은 단순한 기술 실험이 아니라, 우주 탐사의 패러다임을 바꾸는 발견이다. 앞으로 화성, 그리고 더 먼 심우주 탐사에서도 GNSS 시스템을 활용할 가능성이 제기된다.

 

 

우주 탐사의 미래, GNSS가 중심이 될까

이번 실험은 NASA와 이탈리아 우주국이 공동 개발한 것으로, GNSS 신호를 이용한 우주 탐사의 실질적인 가능성을 보여준 사례다. 기존에는 지구 기반 통제 시스템과 탐사선 자체의 센서를 결합해 항법을 수행하는 방식이었지만, 이제는 지구의 GNSS 네트워크를 확장해 달과 그 너머까지 활용할 수 있는 기술적 기반이 마련되었다.

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향후 아르테미스 미션이나 민간 우주 탐사 기업들이 달에 기지를 건설할 경우, 정확한 위치 추적과 실시간 항법이 필수적이다. 이번 실험이 성공함으로써, GNSS 기술을 기반으로 달에서의 정밀 탐사, 자율 주행, 장거리 이동 등이 가능해질 전망이다.

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지금까지 달 탐사는 단절된 공간에서 제한된 데이터로 진행되었다. 그러나 GNSS 기술이 확장되면, 우주 탐사도 지구와 연결된 네트워크 속에서 이루어지는 새로운 시대가 열릴 것이다. NASA는 이제 달에서의 GNSS 항법을 실용화하는 단계로 나아갈 것이라며, 이번 실험이 단지 시작일 뿐이라고 밝혔다.

 

 

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