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- 1966년, 2월 3일 루나 9호는 우주 탐사 역사상 최초로 연착륙에 성공
- 몇 시간 후, 달 탐사선은 주변 환경을 담은 첫 번째 사진을 전송
- 달 표면이 안정적이고 단단하다는 사실을 처음으로 입증
- 착륙선의 크기가 약 60cm에 불과, 최신 궤도 탐사선이 보내는 이미지에서도 감지 안돼
- 인공지능은 실제로 여러 개의 어두운 물체를 인공물로 식별

루나 9호 착륙 지점 발견?
60년 만에 소련 달 탐사선 루나 9호의 잔해 발견 가능성

60년 만에 잃어버린 유물 찾아:
인공지능 기반 탐색을 통해 소련의 달 탐사선 루나 9호의 착륙 지점이 발견되었을 가능성이 제기되었다. 1966년, 루나 9호는 우주 탐사 역사상 최초로 연착륙에 성공했다. 고해상도 달 표면 이미지에서 연구진은 착륙선의 일부일 가능성이 있는 여러 개의 어두운 물체를 발견했다. 연구팀은 이 물체 주변의 지형이 루나 9호가 촬영한 기존 카메라 이미지와 일치한다고 밝혔다. 

▲ 소련의 달 탐사선 루나 9호(오른쪽)는 1966년 최초로 유인 착륙에 성공했으며, 이 사진을 지구로 전송했습니다. 그런데 루나 9호는 정확히 어디에 착륙했을까? © historical; Stanislav Kozlovskiy, CC-by-sa 4.0

달 탐사 경쟁은 아폴로 임무 이전부터 시작되었다. 1950년대 후반부터 미국과 소련은 무인 우주 탐사선을 이용해 달에 도달하려 했지만, 초기에는 큰 성공을 거두지 못했다. 파이오니어와 루나 탐사선 대부분은 달에 도달하지 못하거나 달 표면을 훨씬 지나쳐 버렸다. 1964년이 되어서야 미국의 레인저 7호 탐사선이 달 표면의 첫 이미지를 전송했지만, 착륙에 실패하고 지면에 추락했다.

달에 최초로 연착륙에 성공한 것은 소련의 루나 9호였다. 루나 9호는 달 착륙선과 주 엔진, 연료 탱크, 그리고 레이더 고도계와 추진기가 장착된 두 개의 측면 구조물로 구성되어 있었다. 달 표면에 접근하면서 약 75km 고도에서 엔진을 점화하여 감속했고, 착륙 시 에어백이 팽창하여 착륙선을 보호했다.

달 최초의 연착륙

1966년 2월 3일 오후 7시 45분(중앙 유럽 표준시), 마침내 그 순간이 왔다. 루나 9호는 달의 오케아누스 프로셀라룸 지역에 착륙하여 에어백을 펼치고 지구로 첫 번째 데이터를 전송했다. 몇 시간 후, 달 탐사선은 주변 환경을 담은 첫 번째 사진을 전송했다. 사진에는 평평하고 다소 단조로운 풍경이 담겨 있었다. 하지만 동시에 이 사진은 달 표면이 안정적이고 단단하다는 사실을 처음으로 입증했다. 따라서 달 먼지에 가라앉을 위험은 없었다.

▲ 소련의 달 탐사선 루나 9호와 착륙선(오른쪽) 모형. © Stolbovsky/ CC-by 4.0

이 최초의 달 착륙에 대한 많은 세부 사항이 알려졌지만, 한 가지 중요한 정보는 여전히 ​​알려지지 않았다. 바로 루나 9호의 정확한 착륙 지점이다. 당시 데이터가 너무 부정확했기 때문에 착륙 지역을 대략적으로만 정의할 수 있었다. 북위 7.08도, 동경 64.37도 부근이 가능한 위치로 여겨졌다. 착륙선의 크기가 약 60cm에 불과했기 때문에 최신 궤도 탐사선이 보내는 이미지에서도 감지되지 않았다.

루나 9호 탐색

이제 인공지능 덕분에 처음으로 단서가 나타났다. 런던대학교(UCL)의 루이스 피노(Lewis Pinault)와 그의 동료들은 원래 미세 입자 탐지를 위해 개발된 인공지능 모델을 루나 9호 탐색에 적용했다. 이들은 달 정찰 궤도선(LRO)이 촬영한 고해상도 이미지에서 인공물을 인식하도록 신경망을 훈련시켰다. 훈련 대상으로는 여러 아폴로 임무의 착륙 지점이 사용되었는데, 이 착륙선들의 달 착륙선은 현재까지도 달 표면에 남아 있다.

루나 9호 탐색을 위해 YOLO-ETA라는 이름의 이 인공지능 모델은 루나 9호의 예상 착륙 지점을 중심으로 직경 약 5km 영역의 달 표면 이미지를 LRO로부터 제공받았다.

▲ 루나 9호 착륙선(a) 및 탐사선의 다른 부분들의 예상 위치. © Pinault et al./ npj Space Exploration, CC-by-nc-nd 4.0

달 착륙선, 추진 시스템, 측면 패널 등의 어두운 부분

인공지능은 실제로 여러 개의 어두운 물체를 인공물로 식별했다. 그중 하나는 루나 9호 달 착륙선의 모양과 크기와 일치했다. 피노 연구팀은 "모델이 북위 7.029도, 동경 64.329도에 위치한 물체를 달 착륙선으로 분류했다"고 밝혔다. 이러한 식별 결과는 다양한 시점과 조명 조건에서 촬영된 해당 지역의 추가 이미지에서도 확인되었다.

착륙선에서 약 200m 떨어진 곳에서 AI는 달 탐사선의 잔해로 추정되는 다른 부분들을 추가로 탐지했다. 연구팀은 "이 잔해들의 분포는 루나 9호의 착륙 순서와 일치한다"고 설명했다. 이에 따르면 분리된 주 엔진은 착륙 지점에서 약 100~200m 앞에 떨어졌을 것으로 추정된다. 또한 루나 9호의 예상 착륙 지점에서 40~50m 떨어진 곳에 두 개의 어두운 부분이 더 발견되었다. 피노와 그의 동료들은 "이 부분들의 위치로 보아 두 개의 측면 모듈이 충돌했을 가능성이 높다"고 말했다.

▲ 루나 9호가 촬영한 달 표면 사진에서 밝게 보이는 부분은 착륙 전에 분리된 주 엔진일 가능성이 있다. © Pinault et al./ npj Space Exploration, CC-by-nc-nd

지형이 루나 9호 이미지와 일치

연구진에 따르면, 루나 9호의 착륙 지점이 마침내 발견되었을 가능성이 높다. 이는 루나 9호의 과거 파노라마 이미지와 지형을 비교한 결과에서도 뒷받침된다. 피노와 그의 연구팀은 "우리가 후보로 제시한 착륙 지점 주변 지역은 주변 지표면보다 약 25m 높은 약간 융기된 평야의 일부"라고 보고했다. 따라서 20km 이상 떨어져 있고 높이가 100m 미만인 산은 탐사선의 카메라에 보이지 않을 것이다.

"이번 연구 결과는 확정적인 증거는 아니지만, 착륙 가능성이 높은 지점을 제시한다"고 연구팀은 강조했했다. 이제 이 지점을 달 정찰 궤도선(Lunar Reconnaissance Orbiter)이나 다른 궤도 탐사선이 촬영한 고해상도 이미지를 통해 더욱 자세히 조사할 수 있다. 이를 통해 60년 동안 풀리지 않았던 루나 9호의 착륙 지점 미스터리가 마침내 해결될 수 있을 것이다.

참고: npj Space Exploration, 2026; doi: 10.1038/s44453-025-00020-x
출처: npj Space Exploration

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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