위기에 빠진 지구를 구하는 것은 영화 속 주인공이 아니라 과학자들인 것 같다.최근 유럽우주기구(ESA)가 지구로 날아오는 소행성을 파괴해 인류를 구하는 AIDA(Asteroid Impact & Deflection Assessment)의 구체적인 계획을 공개해 관심을 끌고있다. 현재 프랑스에서 열리고 있는 유럽행성과학회의(EPSC)에서 세부 계획이 발표된 AIDA는 2년여 전 ESA와 미 항공우주국(NASA)이 처음 깃발을 올린 야심찬 공동 프로젝트다. 마치 ‘지구 방위대’가 연상되는 이 프로젝트는 영화처럼 지구와 충돌 위험이 있는 소행성을 산산조각내는 것이 아닌 충격을 가해 그 궤도를 일부 바꿔 위험을 사전에 제거하는 방식이다. 실제 지구로 날아오는 소행성의 위협은 공상과학영화의 스토리로만 치부할 수 없다. NASA가 파악해 공개한 ‘잠재적 위험 소행성’(potentially hazardous asteroids·PHAs)은 1400개. 특히 지난해 NASA의 우주비행사 출신 에드 루 박사 등이 참여해 만든 비영리단체 ‘B612 파운데이션’은 지난 2000년부터 2013년 사이 무려 26번이나 작은 도시 하나를 날려 버릴만한 소행성이 지구에 떨어졌다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 한 바 있다. 이중에는 지난 2013년 세상을 떠들썩 하게 만든 러시아 첼랴빈스크에 떨어진 소행성도 포함됐으며 대부분 태평양과 인도양 등 바다에 떨어졌다. 　　 양대 우주기구의 테스트 대상에 오른 소행성은 2개의 크고 작은 천체로 이루어진 디디모스(Didymos)와 디디문(Didymoon)으로 이중 타깃은 지름 170m의 디디문이다. 오는 2022년 지구에서 1100만 km 까지 접근할 예정인 쌍소행성은 그 거리 때문에 인류에 피해를 줄 가능성은 없지만 테스트에 최적이라는 것이 두 우주기구의 설명. 이번에 발표된 세부 내용의 골자는 이렇다. 먼저 오는 2020년 8월 2대의 우주선이 발사된다. 한 대는 디디문과 충돌용, 또 한 대는 탐사와 모니터용이다. ESA는 탐사선 AIM(Asteroid Impact Mission)을 디디문으로 발사해 이 소행성의 지도 작성, 표면 조사 등 충돌에 필요한 모든 데이터를 수집한다. 이와 달리 NASA는 우주선 DART(Double Asteroid Redirection Test)를 발사해 시속 2만 km 속도로 날아가 디디문의 궤도를 수정할 만한 최적의 지점과 충돌한다. 이후 충돌 과정과 결과를 모니터해 그 정보를 제공하는 것은 탐사선 AIM의 역할이다. ESA 수석연구원 패트릭 미셸 박사는 "지구로 날아오는 소행성으로부터 우리를 보호하기 위해서는 그 소행성에 대해 많은 것을 알아야 한다" 면서 "소행성의 기원, 구성 성분, 구조 등을 알아야 충돌 실험이 성공할 수 있다" 고 설명했다.　 이어 "2022년 8월 탐사선 AIM은 안전한 거리에서 DART가 소행성과 충돌해 벌어지는 일들을 관측해 우리에게 제공해줄 것" 이라면서 "테스트가 성공적으로 끝나면 지구 방위계획의 일부가 되는 것은 물론 심우주 탐사에도 도움을 줄 것" 이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 지형도(topographic map)가 공개됐다. 지난 30일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 무인탐사선 던(Dawn)호가 촬영한 세레스의 지표면 모습과 지표 높낮이 등 특징을 세세히 담은 지형도를 공개했다. 약 90km 넓이의 ‘오카토르 크레이터’(Occator crater)를 중심으로 공개된 이 사진에서 파란색은 낮은 고도를, 갈색은 높은 것을 의미한다. 던 미션 수석 연구원이자 UCLA 천문학 박사 크리스토퍼 러셀은 "세레스는 우리에게 놀라움을 넘어 혼란도 주고있다" 면서 "불규칙적인 크레이터 모양이 흥미로운데 토성의 달 레아(Rhea)에서 볼 수 있는 크레이터와 닮았다"고 설명했다. NASA 측이 지형도를 공개한 것은 대중적인 관심과 더불어 전세계 전문가들을 상대로 미스터리한 하얀 점과 거대 봉우리의 비밀을 풀고자 함이다. 특히 이번주 프랑스에서 열리고 있는 유럽행성과학 컨퍼런스(European Planetary Science Conference)에서 이 미스터리가 집중적으로 논의 중이다. 먼저 전문가들이 '외로운 산' 이라 부르는 이 거대 봉우리는 6.2km 높이로 우뚝 솟아 있다. 던 미션 수석 연구원 크리스토퍼 러셀 박사는 “이 산은 세레스의 덩치와 비교하면 커도 너무 크다. 어떻게 형성됐는지는 아직 알아내지 못했다”고 밝혔다. 또 하나의 관심은 역시 인근에 위치한 동그란 형태로 밝게 빛나는 하얀 점이다. 이 정체를 놓고 여전히 학자들 사이에 해석이 엇갈리고 있다. 러셀 박사는 “현재까지의 데이터로 분석해보면 마치 소금과 같은 물질이 햇빛을 반사시키고 있는 것 처럼 보인다” 면서 “세레스의 어떤 내부 물질이 소금과 비슷한 것을 만들어 낸 것일 수 있다”고 조심스럽게 예측했다. 이에반해 많은 전문가들은 얼음일 가능성에 무게감을 두고 있다. 특히 사우스웨스트연구소의 시몬 마치 연구원은 국제천문연맹(IAU) 총회에서 세레스의 분화구 표면이 평평하고 부드러운 것으로 확인됐다며 얼음의 존재 가능성을 거듭 제기한 바 있다. 이같은 미스터리를 푸는 열쇠를 쥐고있는 던 호는 현재 세레스 상공 1,470km 위에서 관측을 진행 중으로 오는 12월이면 저궤도인 375km 상공까지 접근해 왜소행성의 ‘민낯’을 생생하게 드러낼 예정이다. 한편 지름이 950km에 달하는 세레스는 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했으나 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 그러나 세레스는 태양계 형성 초기에 태어나 당시의 모습을 고스란히 간직하고 있어 학자들에게 ‘태양계의 화석’ 이라 불릴 만큼 연구가치가 높다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

경이롭다. 우주는 언제 봐도 경이롭다. 영국 그리니치 천문대가 최근 발표한 ‘올해의 천문사진’ 수상작들 역시 그러하다. 그리니치 천문대의 ‘올해의 천문사진’ 공모전은 올해로 7회째다. 올해는 전 세계 59개 국가에서 2700여장의 사진이 출품됐다. 11개 부문 수상작들은 왕립 그리니치 박물관(Royal Museums Greenwich) 홈페이지를 통해 공개됐다. 혹시 영국 런던 인근에 갈 일이 있다면 그리니치 천문대를 들러보자. 내년 6월 26일까지 ‘올해의 천문사진’ 수상작들을 직접 볼 수 있다. 입장료는 무료. 1. 전 부문 통합 1등 및 하늘경치(Skyscapes) 부문 노르웨이 스발바르제도 사센달렌 계곡 위의 개기일식(프랑스 Luc Jamet). 2. 오로라(Aurorae) 부문 스웨덴 아비스코 국립공원에서 촬영한 오로라. 사진작가는 오로라를 몇 시간 동안 기다리다 포기하고 내려오던 도중 우연히 찍은 사진이라고 밝혔다. 시간이 촉박해 그 자리에서 바로 찍었지만 덕분에 완만한 능선 위에 펼쳐진 오로라를 더욱 아름답게 찍을 수 있었다고 말했다.(호주 Jamen Percy) 3. 은하(Galaxies) 부문 ‘삼각형자리’ 은하로도 불리는 ‘메시에 33’ 은하.(네덜란드 Michael van Doorn) 4. 우리의 달(Our Moon) 부문 달의 어두운 면과 밝은 면 모두를 인상적으로 보여주고 있다.(헝가리 Andras Papp) 5. 우리의 태양(Our Sun) 부문 태양에서 방출된 거대한 홍염을 절묘하게 포착했다.(이탈리아 Paolo Porcellana) 6. 행성, 혜성 및 소행성(Planets, Comets and Asteroids) 부문 NGC 896 성운을 배경으로 가로질러가는 자크 혜성(Comet/2014 E2 Jacques)의 움직임을 포착했다.(그리스 Lefteris Velissaratos) 7. 사람과 우주(People and Space) 부문 홍콩에서 세번째로 높은 산인 Sunset Peak에서 찍은 별 사진.(홍콩 Chap Him Wong) 8. 별과 성운(Stars and Nebulae) 부문빛나는 오메가 센타우리의 구상성단.(아르헨티나 Ignacio Diaz Bobillo) 9. 청소년(Young competition) 부문 청소년(Young competition) 부문은 만 15세 이하를 대상으로 한다. 영국의 15세 소년 George Martin은 Lovejoy 혜성(C/2014)을 찍는 데 성공했다. Lovejoy 혜성의 주기는 8000년이다. 10. 패트릭 무어 최우수신인(Sir Patrick Moore Prize for Best Newcomer) 부문 오리온자리와 ‘달리는 사람’ 성운.(영국 David Tolliday) 11. 컴퓨터 조작 망원경(Robotic Scope) 부문 사이딩 스프링 혜성(C/2013 A1)이 화성 주변을 날아가고 있는 모습.(독일 Sebastian Voltmer) 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

‘저승 왕’의 피부 일부는 ‘뱀’처럼 생겼나보다. 과학자들이 명왕성의 표면에서 ‘뱀피’처럼 보이는 부분을 관측했다고 밝혔다. 미국항공우주국(NASA)의 뉴허라이즌스호(號)가 보내온 최신 데이터를 통해 명왕성의 풍경은 우리가 상상해왔던 것보다 훨씬 다양하고 복잡한 것으로 나타났다. 최신 고해상도 이미지는 명왕성에서 뱀피 같은 패턴 등 전례 없이 다양한 풍경을 상세하게 보여준다. 과학자들이 ‘뱀피 같다’고 말하고 있는 이 지형은 비공식적으로 ‘타르타로스 도르사’(Tartarus Dorsa)라고 불린다. 낮과 밤을 구분하는 경계 근처에 있는 이 지형에는 잔물결 같은 부분이 펼쳐져 있으며 나무줄기처럼 이어진 산등성이가 연달아 있다고 뉴허라이즌스호 운영진은 말하고 있다. 지질·지구물리학·이미징(GGI)팀의 부팀장인 윌리엄 맥키넌 워싱턴대 교수는 “(명왕성 표면은) 독특하고 복잡한 풍경이 수백 마일 이상에 걸쳐 펼쳐져 있다”면서 “땅보다는 오히려 나무껍질이나 드래곤의 비늘처럼 보인다”고 말했다. 또한 “그 모습이 실제인지 알아내기 위해서는 시간이 더 필요하지만 어쩌면 태양광에 얼어붙은 부분이 승화하고 내부의 지각 변동이 합쳐져 나타난 것일 수도 있다”고 설명했다. ‘뱀피’ 같은 명왕성의 외관에 과학자들은 뉴허라이즌스호의 최근 데이터를 다시 살피고 있다. 이를 통해 선명한 컬러 사진뿐만 아니라 다른 고해상도 이미지, 상세한 스펙트럼 지도 등도 작성하고 있다. 컬러 사진으로 가공된 명왕성의 모습은 마치 물감이 뒤섞인 팔레트처럼 매우 다채로운 색상을 보여준다. GGI팀의 또 다른 부팀장인 존 스펜서 미 남서부연구소(SwRI) 박사는 “명왕성의 다채로운 모습을 보여주기 위해 (뉴허라이즌스호에 장착된) 다중분광가시영상카메라(MVIC)의 적외선 채널을 사용했다”고 설명했다. 이를 통해 명왕성의 표면은 옅은 파랑과 노랑, 주황, 짙은 빨강으로 이뤄진 다채로운 빛으로 거듭났다는 것이다. 이 외에도 명왕성에는 우뚝 솟은 산맥과 얼음 평원 등 광활한 지형이 펼쳐져 있다. 비공식적으로 ‘스푸트니크 평원’으로 알려진 얼음 평원은 고해상도 이미지에서 수많은 구덩이와 낮은 능선, 부채꼴 지형 등으로 마치 곰보 자국처럼 보인다. 그 밑에 있는 어두운 지형은 ‘크툴루’라는 곳에는 크고 작은 크레이터(운석공)가 다량으로 밀집해 있는 것을 볼 수 있다. 뉴허라이즌스 프로젝트 수석 연구원인 알란 스턴 박사는 “이런 사진은 마치 당신이 명왕성에 있는 듯한 느낌마저 든다”면서 “과학적으로만 보면 명왕성의 대기, 산, 빙하, 평원 등을 자세히 연구할 수 있는 노다지 같은 것”이라고 평가하고 있다. NASA는 지난주부터 명왕성에 펼쳐진 웅장한 산맥과 질소로 이뤄진 얼어붙은 강줄기, 그리고 낮게 깔린 연무의 모습을 조금씩 공개하고 있다. 이는 명왕성까지 거리가 멀며 데이터 전송 속도 또한 느리기 때문. NASA는 뉴허라이즌스호까지 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송 속도 보다도 10만 배나 느리다고 설명하고 있다. 결과적으로 지난 7월 뉴허라이즌스호가 촬영한 데이터를 1년 이상은 지나야 다 받아볼 수 있다는 것이다. 스턴 박사는 “탐사선이 촬영한 이미지 데이터의 95%는 아직도 우주를 항해 중”이라고 말하고 있다. 한편 뉴허라이즌스호는 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사했으며, 현재는 두 번째 행선지를 향해 나아가고 있다. 목표는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트의 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데 단주기 혜성의 고향으로도 알려졌다. 과학자들은 카이퍼 벨트에 있는 천체들이 46억 년 전 태양계가 탄생할 당시의 물질을 고스란히 간직하고 있는 일종의 ‘타임캡슐’로 믿고 있으며, 어쩌면 지구와 태양계 생성의 비밀을 지닌 실마리를 갖고 있을지도 모른다는 기대감을 품고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초. 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 명왕성에 근접 통과한 후 그간 그래픽으로만 보던 '저승신'의 모습을 지구로 보내왔다. 그로부터 2개월 지난 18일(현지시간) NASA는 명왕성의 우뚝 솟은 산과 얼음 평원이 한 눈에 보이는 지표면 모습을 홈페이지를 통해 공개했다. 기존에 공개된 사진보다 훨씬 생생한 이 사진은 마치 지구의 모습을 연상시킨다. 사진(가장 위 사진) 속 왼편에 보이는 3500m 높이까지 치솟아 있는 산악 지대는 노르게이산(Norgay Montes)등으로 불리는 지역이며 오른쪽 평원은 스푸트니크(Sputnik)로 얼어있는 표면이 을씨년스러운 느낌을 자아낸다. 또한 공개된 또 다른 사진에는 멀리 태양빛을 받아 희뿌연하게 빛나는 명왕성이 고스란히 담겨있다. 뉴호라이즌스 프로젝트 수석 연구원 알란 스턴은 "이번 사진은 마치 당신이 명왕성에 있는 듯한 느낌마저 준다" 면서 "과학적으로만 보면 명왕성의 대기, 산, 빙하, 평원 등을 자세히 연구할 수 있는 노다지 같은 자료" 라고 평가했다. 명왕성의 기상을 연구하는 윌 그룬디 박사 역시 "사진 상에 낮게 깔려있는 연무 같은 것이 보인다" 면서 "이는 명왕성이 지구처럼 매일 매일 날씨 변화가 일어난다는 것을 암시한다"고 설명했다. 　　 지난 주에 이어 NASA 측이 야금야금 명왕성 사진을 공개하는 속사정은 있다. 바로 명왕성과의 먼거리와 데이터 전송 속도 때문이다. 뉴호라이즌스호는 지구까지 작은 용량의 사진 한장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송 속도 보다도 10만 배나 느리다는 것이 NASA의 설명. 결과적으로 NASA는 지난 7월 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 1년 이상은 지나야 다 받아볼 수 있다. 스턴 박사는 “탐사선이 촬영한 이미지 데이터의 95%는 아직도 우주를 항해 중” 이라고 밝혔다. 한편 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호는 현재 두번째 행성지를 향해 가고 있다. 목표지는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트에 있는 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 과학자들은 카이퍼 벨트에 있는 천체들이 46억 년 전 태양계가 탄생할 당시의 물질들을 고스란히 간직하고 있는 일종의 타임 캡슐로 믿고 있으며, 어쩌면 지구와 태양계 생성의 비밀을 지닌 실마리를 갖고 있을지도 모른다는 기대감을 품고 있다.　 사진=NASA/JHUAPL/SwRI 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초. 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 명왕성에 근접 통과한 후 그간 그래픽으로만 보던 '저승신'의 모습을 지구로 보내왔다. 그로부터 2개월 지난 18일(현지시간) NASA는 명왕성의 우뚝 솟은 산과 얼음 평원이 한 눈에 보이는 지표면 모습을 홈페이지를 통해 공개했다. 기존에 공개된 사진보다 훨씬 생생한 이 사진은 마치 지구의 모습을 연상시킨다. 사진(가장 위 사진) 속 왼편에 보이는 3500m 높이까지 치솟아 있는 산악 지대는 노르게이산(Norgay Montes)등으로 불리는 지역이며 오른쪽 평원은 스푸트니크(Sputnik)로 얼어있는 표면이 을씨년스러운 느낌을 자아낸다. 또한 공개된 또 다른 사진에는 멀리 태양빛을 받아 희뿌연하게 빛나는 명왕성이 고스란히 담겨있다. 뉴호라이즌스 프로젝트 수석 연구원 알란 스턴은 "이번 사진은 마치 당신이 명왕성에 있는 듯한 느낌마저 준다" 면서 "과학적으로만 보면 명왕성의 대기, 산, 빙하, 평원 등을 자세히 연구할 수 있는 노다지 같은 자료" 라고 평가했다. 명왕성의 기상을 연구하는 윌 그룬디 박사 역시 "사진 상에 낮게 깔려있는 연무 같은 것이 보인다" 면서 "이는 명왕성이 지구처럼 매일 매일 날씨 변화가 일어난다는 것을 암시한다"고 설명했다. 　　 지난 주에 이어 NASA 측이 야금야금 명왕성 사진을 공개하는 속사정은 있다. 바로 명왕성과의 먼거리와 데이터 전송 속도 때문이다. 뉴호라이즌스호는 지구까지 작은 용량의 사진 한장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송 속도 보다도 10만 배나 느리다는 것이 NASA의 설명. 결과적으로 NASA는 지난 7월 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 1년 이상은 지나야 다 받아볼 수 있다. 스턴 박사는 “탐사선이 촬영한 이미지 데이터의 95%는 아직도 우주를 항해 중” 이라고 밝혔다. 한편 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호는 현재 두번째 행성지를 향해 가고 있다. 목표지는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트에 있는 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 과학자들은 카이퍼 벨트에 있는 천체들이 46억 년 전 태양계가 탄생할 당시의 물질들을 고스란히 간직하고 있는 일종의 타임 캡슐로 믿고 있으며, 어쩌면 지구와 태양계 생성의 비밀을 지닌 실마리를 갖고 있을지도 모른다는 기대감을 품고 있다.　 사진=NASA/JHUAPL/SwRI 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

소행성은 무엇으로 만들어졌을까? 그 대부분은 약간의 진흙과 규산염 등이 포함된 암석과 여러 종류의 금속으로 이루어져 있다. 금속 중에는 니켈과 철이 가장 많다. 물론 다른 금속들도 소행성에서 발견되고 있다. 소행성의 몸체는 대개 단단한 편이며, 약 45억 년 이전에 갓 태어난 태양 둘레를 돌던 가스와 먼지로 이루어진 원시 행성의 원반에서 떨어져나온 부스러기들이 만든 것들이다. 이러한 행성 부스러기들은 태양기 초기의 혼돈기에 수없이 서로 부딪치며 덩치를 키워간 끝에 소행성으로 뭉쳐지기에 이른 것이다. 어떤 부스러기들은 초창기 태양 성운 속의 미행성들이 파괴된 것이다. 미행성체들은 끝내 행성으로 성장하지 못한 미숙아라고 할 수 있다. 보다 대규모의 충돌이 이런 미행성체들을 잘게 분쇄했지만, 목성의 거대한 중력으로 인해 다시는 서로 뭉쳐지지 못하고 소행성대를 만들게 된 것이다. 이것이 소행성의 기원이다. 소행성의 구성성분은 주로 태양과의 거리에 의해 결정된다. 태양과 가장 가까운 거리에 있는 소행성은 탄소가 주성분이며, 약간의 질소와 수소, 산소를 포함하고 있는 반면, 태양에서 비교적 멀리 떨어진 소행성들은 규산염 암석으로 이루어져 있다. 규산염은 지구와 태양계에 아주 흔한 물질로, 산소와 실리콘으로 이루어진 화합물이다. 지각을 이루는 물질의 주성분이기도 하다. 금속성 소행성은 80%가 철로 이루어져 있으며, 나머지 20%는 니켈, 이리듐, 팔라듐, 마그네슘, 그리고 값비싼 백금, 금, 오스뮴 같은 금속 등으로 이루어져 있다. 규산염과 금속이 반반으로 이루어진 소행성도 더러 있다. 백금 등속의 금속은 지구에서 가장 귀하고 유용한 원소에 속한다. 소행성에서 백금 등 천연자원을 캐낼 목적으로 설립된 플래니터리 리소시스’(Planetary Resources) 사에 따르면, 지름 500m짜리 단일 소행성 하나가 가진 백금류 광물이 지구 역사상 캐낸 백금의 총량보다 더 많을 수도 있다고 한다. 최근 미 항공우주국(NASA)이 촬영한 '2011 UW158' 소행성은 37분 간격으로 빙글빙글 회전하며 날아가는 폭 300m, 길이 600m의 길쭉하게 생긴 볼품없는 외형이지만, 엄청난 백금 매장량을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 현재까지 조사 결과에 따르면 이 소행성에 묻힌 백금만 1억 톤 가량으로, 그 가치는 무려 5조 4000억 달러(약 6200조원)에 달한다. 문제는 2011 UW158처럼 지구를 스쳐가는 '금 덩어리'들이 하나 둘이 아니라는 사실이다. 인류의 탐사선들이 방문한 소행성에서 다른 광물들이 발견된 사례들도 있다. 일례로, 일본의 하야부사 탐사선이 지구 접근 소행성인 감자 모양의 이토가와에 착륙했을 때, 감람석과 휘석을 주성분으로 하고 있다는 사실을 발견했다. 이 같은 광물질 구성은 과거 지구에 퍼부어진 암석질의 운석 성분과 비슷한 것이다. 이러한 금속 외에도 물을 생성하는 원소들도 소행성에서 발견되었다. 또한 소행성 내부에 물이나 얼음을 품고 있음을 시사하는 증거들이 발견되기도 했는데, 소행성 표면에 물이 흐른 흔적을 찾아낸 사례도 적어도 하나 이상은 된다. NASA의 돈 탐사선이 소행성 세레스의 표면을 관측한 결과, 물에 의해 침식된 것으로 보이는 계곡들을 발견했다. 과학자들의 설명에 따르면, 작은 소행성이나 혜성 등이 보다 큰 소행성에 충돌하는 경우, 그 충격으로 소행성 내부의 얼음층이 외부로 유출되어 일정 기간 표면 위를 흐른 결과로 본다는 것이다. 그러나 소행성은 시간이 지남에 따라 변화한다. 고온의 환경에 노출되면 철 성분이 소행성 중심으로 침전되고 그에 따라 현무암 용암이 표면으로 분출되는 경우도 있다. 소행성 베스타가 그러한 타입의 유일한 예라고 할 수 있다. 어쨌든 소행성 중에 희귀한 자원을 풍부히 가진 것이 다수 있다는 사실이 알려짐에 따라 이러한 소행성에 눈을 돌리는 민간기업이 계속 나타날 것으로 보이며, 어쩌면 소행성에서 채취한 금이나 백금으로 제작된 장신구가 인류의 몸을 치장할 날도 머지않아 올지도 모른다. 이광식 통신원 joand999@naver.com ​

한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 성공적으로 명왕성에 근접 통과한 후 ‘저승신’의 모습을 지구로 보내왔다. 그간 제대로 된 '증명사진' 한 장 없던 실제 명왕성이 드러난 순간으로 복숭아빛을 발하는 이 사진 몇 장에 지구촌은 열광했다. 그로부터 2개월 가까이 지난 11일(현지시간) NASA는 명왕성 지표면의 모습이 눈에 잡힐듯 촬영된 고화질 사진을 홈페이지에 공개했다. 명왕성의 복잡한 지형 특색이 고스란히 담겨있는 이 사진은 기존에 공개된 사진보다 훨씬 더 생생해 우주에 대한 경외감마저 자아낸다. 뉴호라이즌스 프로젝트 수석 연구원 알란 스턴 박사는 "명왕성 표면을 담은 고해상도 이미지가 드디어 도착했다" 면서 "명왕성의 기원과 진화를 이해하는데 큰 도움을 줄 것" 이라고 평가했다. 뉴호라이즌스 이미지팀 제프 무어 박사도 "이번에 공개된 사진 속 명왕성은 생각 이상으로 표면이 복잡하다" 면서 "무질서한 산들, 얼어있는 퇴적물, 모래언덕 등의 특징이 화성에 견줄만 하다"고 설명했다. 사진이 2개월이나 지나서야 공개된 것은 먼 거리와 데이터 전송 속도 때문이다. 뉴호라이즌스호는 지구로 작은 용량의 사진 한장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송 속도 보다도 10만 배나 느리다는 것이 전문가들의 설명. 결과적으로 NASA는 지난 7월 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 최소 1년 이상은 지나야 다 받아볼 수 있다. 스턴 박사는 "탐사선이 촬영한 데이터의 95%는 아직도 우주를 항해 중" 이라면서 "명왕성 대기의 특징 등이 담긴 고해상도 자료가 담겨있어 보물과도 같은 존재"라고 밝혔다. 한편 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호는 현재 두번째 행성지를 향해 날아가고 있다. 목표지는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트에 있는 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 과학자들은 카이퍼 벨트에 있는 천체들이 46억 년 전 태양계가 탄생할 당시의 물질들을 고스란히 간직하고 있는 일종의 타임 캡슐로 믿고 있으며, 어쩌면 지구와 태양계 생성의 비밀을 지닌 실마리를 갖고 있을지도 모른다는 기대감을 품고 있다.　 사진= NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 성공적으로 명왕성에 근접 통과한 후 ‘저승신’의 모습을 지구로 보내왔다. 그간 제대로 된 '증명사진' 한 장 없던 실제 명왕성이 드러난 순간으로 복숭아빛을 발하는 이 사진 몇 장에 지구촌은 열광했다. 그로부터 2개월 가까이 지난 11일(현지시간) NASA는 명왕성 지표면의 모습이 눈에 잡힐듯 촬영된 고화질 사진을 홈페이지에 공개했다. 명왕성의 복잡한 지형 특색이 고스란히 담겨있는 이 사진은 기존에 공개된 사진보다 훨씬 더 생생해 우주에 대한 경외감마저 자아낸다. 뉴호라이즌스 프로젝트 수석 연구원 알란 스턴 박사는 "명왕성 표면을 담은 고해상도 이미지가 드디어 도착했다" 면서 "명왕성의 기원과 진화를 이해하는데 큰 도움을 줄 것" 이라고 평가했다. 뉴호라이즌스 이미지팀 제프 무어 박사도 "이번에 공개된 사진 속 명왕성은 생각 이상으로 표면이 복잡하다" 면서 "무질서한 산들, 얼어있는 퇴적물, 모래언덕 등의 특징이 화성에 견줄만 하다"고 설명했다. 사진이 2개월이나 지나서야 공개된 것은 먼 거리와 데이터 전송 속도 때문이다. 뉴호라이즌스호는 지구로 작은 용량의 사진 한장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송 속도 보다도 10만 배나 느리다는 것이 전문가들의 설명. 결과적으로 NASA는 지난 7월 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 최소 1년 이상은 지나야 다 받아볼 수 있다. 스턴 박사는 "탐사선이 촬영한 데이터의 95%는 아직도 우주를 항해 중" 이라면서 "명왕성 대기의 특징 등이 담긴 고해상도 자료가 담겨있어 보물과도 같은 존재"라고 밝혔다. 한편 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호는 현재 두번째 행성지를 향해 날아가고 있다. 목표지는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트에 있는 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 과학자들은 카이퍼 벨트에 있는 천체들이 46억 년 전 태양계가 탄생할 당시의 물질들을 고스란히 간직하고 있는 일종의 타임 캡슐로 믿고 있으며, 어쩌면 지구와 태양계 생성의 비밀을 지닌 실마리를 갖고 있을지도 모른다는 기대감을 품고 있다.　 사진= NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 미스터리한 '하얀 점' 초근접사진이 공개됐다. 지난 9일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 무인탐사선 던(Dawn)호가 촬영한 세레스의 생생한 하얀 점 사진을 공개했다. 과거 하나의 점에서 이제는 하나의 지역 크기로 실체를 드러낸 이곳은 '오카토르 크레이터'(Occator crater)에 위치해 있다. 탐사선 던이 약 1,470km 거리에서 촬영한 이 사진의 해상도는 픽셀당 140m로 미스터리 지점이 확실히 드러나 보인다. NASA 제트추진연구소 던 수석엔지니어 마크 레이먼은 "검게 보이는 세레스 표면과 대비돼 하얗게 빛나는 지점이 황홀하게 보일 정도" 라면서 "지리적, 화학적 분석을 통해 그 정체를 곧 밝혀낼 수 있을 것" 이라고 밝혔다. 사진상으로는 자세히 그 모습을 드러냈으나 아직까지 NASA 측은 그 정체를 속시원하게 밝혀내지는 못하고 있다. 전문가들은 크게 화산, 간헐천, 바위, 얼음, 소금 퇴적물 등으로 후보를 올려놓고 분석하고 있다. 그중 가장 유력한 후보로 평가받고 있는 것이 바로 얼음과 소금이다. 던 미션 수석 연구원이자 UCLA 천문학 박사 크리스토퍼 러셀은 “세레스 표면에 무엇인가 태양빛을 잘 반사하는 물질이 있는 것 같다” 면서 “아마도 얼음일 가능성이 높다”고 주장했다. 그러나 이에대한 이견도 많다. 레이먼 박사는 “많은 사람들이 ‘얼음이 반사한 빛’이라고 생각하는데 소금지대일 가능성이 높다” 면서 “표면에 있던 소금물이 증발하고 남은 잔여물로 추정된다”고 해석했다. 현재로서는 각종 추측만 난무하고 있지만 그 비밀도 늘 그랬듯 얼마 지나지 않아 풀릴 것으로 예상된다. 특히 오는 12월이면 탐사선 던이 세레스 저궤도인 375km 상공까지 접근해 왜소행성의 '민낯'을 생생하게 드러낼 예정이다. 한편 세레스는 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했으나 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 그러나 세레스는 태양계 형성 초기에 태어나 당시의 모습을 고스란히 간직하고 있어 학자들에게 ‘태양계의 화석’ 이라 불릴 만큼 연구가치가 높다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 제트 추진 연구소(JPL) 과학자들이 미래 태양계 여행의 새로운 방식을 제안했다. 이들의 구상은 한마디로 ‘히치하이크’라고 요약할 수 있다. 단 대상은 지나가는 자동차가 아니라 소행성과 혜성이다. ​지구에서 발사되는 우주선은 빠른 속도를 얻기 위해서 더 많은 연료를 실어야 한다. 이는 결국 상당한 비용 부담을 발생시킨다. 그래서 이전부터 나사의 과학자들은 행성의 에너지를 빌려왔다. 중력 도움(gravitational assistance/flyby)이라고 알려진 이 방식은 행성 주변에 근접해서 돌면서 약간의 운동에너지를 얻는 방법이다. 우리가 아는 보이저 탐사선은 물론 최근 명왕성을 지나간 뉴호라이즌스호 모두 이런 방법을 사용했다. ​문제는 상당한 속도를 얻기 위해서는 큰 행성을 사용해야 한다는 것이다. 이렇다 보니 우주선을 아무 때나 발사할 수가 없고 항상 목성 같은 거대 행성을 지나갈 기회를 노려야 했다. 더구나 일단 행성들을 지나가고 나면 가속하거나 감속할 방법은 연료를 사용하는 방법 밖에 없다. 제트 추진 연구소의 ​연구 책임자인 오노 마사히로와 그의 동료들은 대담하게도 우주선 옆을 지나가는 혜성이나 소행성에서 운동에너지를 얻는 방식을 제안했다. 혜성 히치 하이커(Comet Hitchhiker) 프로젝트는 작살과 여기에 연결된 줄을 이용해 혜성이나 소행성이 우주선을 견인하게 만드는 계획이다. ​이는 마치 작살을 던져 고래나 상어를 잡는 것과 비유할 수 있는데, 다른 점은 포획이 아니라 속도를 올리는 데 사용한다는 것이다. 물론 여기에는 상당한 기술적 어려움이 있다. ​일단 첫 번째 기술적 난제는 정확하게 지나가는 소행성에 작살을 던져서 고정하는 것이다. 이 작살은 재사용이 가능한 디자인으로 개발해야 계속 여행이 가능하다. 당연히 말처럼 쉬운 문제가 아니다. 두 번째 문제는 엄청난 힘을 견디는 긴 줄이 필요하다는 것이다. 작살이 고정되면 이 줄은 갑자기 큰 힘을 받게 되므로 마치 큰 고기를 낚을 때처럼 줄을 풀어줘야 한다. 그렇지 않으면 작살이 빠지던지, 줄이 끊어질 것이다. 정리하면 길게 풀 수 있으면서 엄청나게 튼튼하고 가벼운 줄이 필요하다. ​이 방법이 성공한다면, 다시 줄을 감아 목표로 하는 소행성에 접근할 수도 있고 반대로 운동 에너지만 얻고 헤어질 수도 있다. NASA의 과학자들은 이런 방법을 쓰면 카이퍼 벨트에 있는 천체를 5개에서 10개 정도 동시에 탐사할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 문제는 이런 방법이 진짜 가능한 지이다. ​현재 존재하는 섬유소재 가운데 방탄복 소재 등으로 쓰이는 케블라 등을 사용해도 견딜 수 있는 속도 변화는 초당 1.5km 정도다. 과학자들은 최대 초당 10km의 속도 변화도 생길 수 있다고 보고 있다. 따라서 카본 나노튜브 같은 새로운 소재가 필요하다. 그것도 매우 길게 줄로 만들 수 있어야 한다. 현재 기술 수준으로는 아직 어려운 이야기다. ​따라서 혜성 히치 하이커는 아직 개념 탐색의 단계라고 할 수 있다. 물론 언젠가 미래에 가능해진다면 태양계 탐사에 신기원을 이룩할 수도 있을 것이다. 연료를 별로 사용하지 않고도 장거리를 이동할 수 있기 때문이다. 그때가 되면 은하수는 아니지만, 태양계를 여행하는 히치 하이커를 위한 안내서 정도는 나올지도 모른다. ​고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

점프하거나 구르고 혹은 뒤집는 동작이 가능한 탐사로봇을 미국항공우주국(NASA)의 과학자들이 개발하고 있는 것으로 알려져 관심이 쏠리고 있다. ‘헤지호그’(고슴도치)라는 명칭으로 불리고 있는 신개념 탐사로봇을 영국 일간 데일리메일 등 외신이 소개했다. NASA는 헤지호그의 견고한 디자인이 우주탐사 임무 도중 지표 환경에 의해 떨어지거나 튀어오르는 등 긴박한 상황에 처하게 되더라도 어떤 손상도 없이 임무를 수행할 수 있게 한다고 말하고 있다. NASA는 “예를 들어 기존의 화성 탐사로봇은 바퀴에 체인을 달아 이동하고 있지만 만일 로봇이 뒤집어지기라도 하면 작동할 수 없다”면서 “중력이 작고 지표가 거친 소행성이나 혜성과 같은 소형 천체에서 이런 로봇을 운용하는 것은 더 위험한 작업”이라고 말했다. ‘헤지호그’ 프로젝트는 NASA 산하 제트추진연구소(JPL)와 스탠퍼드대, 그리고 메사추세츠공과대(MIT)의 연구자들이 참여해 각각 개발하고 있다. JPL팀을 이끌고 있는 리사 네스나스 박사는 “헤지호그는 지표면을 구르고 점프할 수 있다”면서 “큐브처럼 생겼으며 어떤 지표면에서도 운용할 수 있다”고 말했다. 헤지호그의 기본 개념은 내부의 속도 조절 바퀴인 ‘플라이휠’의 회전과 제동으로 움직이는 ‘스파이크’(튀어나온 부분)를 가진 큐브이다. 헤지호그의 스파이크는 험한 지형으로부터 본체를 보호하고 이런 지형을 굴러나갈 때 다리 역할을 한다. “또 이런 스파이크는 헤지호그가 구를 때 지표의 온도를 측정할 수 있는 열감지 장치와 같은 것을 수용할 수 있다”고 네스나스 박사는 설명했다. 헤지호그는 작은 본체와 적은 중력 덕분에 180도로 회전하며 포물선으로 점프해 이동하고 이를 네 차례에 걸쳐 수행할 수 있다. JPL팀은 모래와 거친 바위, 미끄러운 얼음, 부드럽고 부서지기 쉬운 곳 등 다양한 지표 환경을 모방해 만든 실험 공간에서 헤지호그의 기동을 실제로 실험했다. 이 팀의 선임 기술자인 로버트 리드는 “우리는 헤지호그 프로토타입을 혜성과 같은 환경에서 굴리고 점프시키는 실험을 통해 처음으로 운용 가능성을 입증했다”면서 “헤지호그의 극히 간단한 기동은 한쪽으로 기울어지거나 뒤집어져도 할 수 있다”고 말했다. 이들 연구자에 따르면, 헤지호그는 자신이 원하는 방향으로 한두 개의 스파이크를 사용해 먼 거리를 점프하거나 한 면에서 다른 면으로 굴러가며 짦은 거리를 이동할 수 있다. 포물선 실험에서는 헤지호그가 스스로 회전해 점프하는 기동도 수행할 수 있는 것으로 확인됐다. 이런 기동은 모래 싱크홀에 빠지거나 다른 위험한 상황에서도 쉽게 벗어날 수 있도록 한다. JPL의 헤지호그는 스파이크 8개, 플라이휠 3개를 장착하고 있다. 본체 무게는 약 5kg로 카메라와 분광기와 같은 장치를 더하면 약 9kg까지 늘어난다. 반면 스탠포드대가 만든 헤지호그 프로토타입은 조금 더 작고 가벼우며 짧은 스파이크를 갖고 있다. 두 헤지호그는 똑같이 3개의 내부 플라이휠을 기반으로 기동하지만 내부에 쓰이는 브레이크 메커니즘은 서로 다른다. JPL이 만든 헤지호그는 디스크 브레이크를 사용하며 스탠퍼드대의 버전은 마찰 벨트를 사용한다. 스탠퍼드대 팀을 이끌고 있는 마르코 파본 박사는 “브레이크를 사용하는 플라이휠을 제어해 헤지호그의 도약 각도를 조정할 수 있다”면서 “우리는 두 브레이크 체계를 실험해 장단점을 이해하고 있는 것”이라고 말했다. 또 헤지호그에 달린 스파이크의 형태는 도약 궤적에 크게 영향을 준다고 한다. 스탠퍼드대 선임 기술자인 벤자민 혹맨은 “몇 가지 스파이크 구성을 실험해 가장 도약 성이 뛰어난 것을 발견했다”면서 “또한 규브 구조는 제조는 물론 우주선에 싣기도 편하다”고 말했다. 현재 연구자들은 각자 헤지호그가 지구로부터 어떤 명령을 주지 못한 상황에서도 스스로 수행할 수 있는 동작을 늘리는 등 자율성 확립을 위해 노력하고 있다. 또 헤지호그는 기본 탐사로봇보다 상대적으로 비용이 저렴하고 탐사선에 수송하기도 쉬워 앞으로 탐사 임무에 사용될 가능성이 크다. 눈 깜짝할 사이에 우주 곳곳에서 구르고 점프하는 헤지호그 탐사로봇을 보게 될지도 모른다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

■아마겟돈(EBS1 토요일 밤 11시 5분) 텍사스 크기의 행성이 시속 2만 2000마일의 속도로 지구를 향해 돌진하고 있다. 미국 항공우주국(NASA)의 댄 국장은 행성에 800피트의 구멍을 뚫고 그 속에서 핵탄두를 폭발시켜 행성을 둘로 쪼개는 방법을 생각해 낸다. 댄은 세계 최고의 유정 굴착 전문가인 해리에게 소행성의 중앙에 구멍을 뚫어 핵폭탄을 장착한 뒤 귀환하는 작전의 수행을 부탁한다. 해리의 동료들은 보기에는 형편없지만 굴착 작업에는 귀신들이다. 해리와 동료들은 NASA에서 우주 비행을 위한 기초 훈련을 받은 후 독립과 자유라는 두 대의 우주 왕복선을 타고 소행성을 향한 위험한 항해를 시작한다. 그런데 소행성에 접근하다가 그만 독립호가 유성의 파편에 맞아 추락하게 되고 남은 동료들만으로 굴착 작업을 하던 중 굴착기까지 고장나는 시련을 겪게 되는데…. ■둠스 데이: 지구 최후의 날(OBS 일요일 밤 10시 10분) 전 세계의 생존을 위협하는 치명적인 바이러스가 발생했다. 살인적인 바이러스는 발견된 지 며칠 만에 지구의 수많은 사람들을 감염시켰다. 정부는 ‘위험지역’으로 선포함과 동시에 바이러스의 확산을 막고자 이곳과 연결된 모든 곳을 통행 금지 목적으로 아무도 침입할 수 없는 격리 지역으로 만든다. 그렇게 이곳은 사람들의 기억 속에서 잊혀진 땅이 돼 버린다. 그런데 런던에서는 치명적인 바이러스가 다시 발생하고 안전국의 국장 빌 넬슨은 위성을 통해 아무도 없다고 믿었던 격리 지역에 생존자가 있음을 알게 된다.

미 항공우주국(NASA)의 제트 추진 연구소(JPL) 과학자들이 미래 태양계 여행의 새로운 방식을 제안했다. 이들의 구상은 한마디로 ‘히치하이크’라고 요약할 수 있다. 단 대상은 지나가는 자동차가 아니라 소행성과 혜성이다. ​지구에서 발사되는 우주선은 빠른 속도를 얻기 위해서 더 많은 연료를 실어야 한다. 이는 결국 상당한 비용 부담을 발생시킨다. 그래서 이전부터 나사의 과학자들은 행성의 에너지를 빌려왔다. 중력 도움(gravitational assistance/flyby)이라고 알려진 이 방식은 행성 주변에 근접해서 돌면서 약간의 운동에너지를 얻는 방법이다. 우리가 아는 보이저 탐사선은 물론 최근 명왕성을 지나간 뉴호라이즌스호 모두 이런 방법을 사용했다. ​문제는 상당한 속도를 얻기 위해서는 큰 행성을 사용해야 한다는 것이다. 이렇다 보니 우주선을 아무 때나 발사할 수가 없고 항상 목성 같은 거대 행성을 지나갈 기회를 노려야 했다. 더구나 일단 행성들을 지나가고 나면 가속하거나 감속할 방법은 연료를 사용하는 방법 밖에 없다. 제트 추진 연구소의 ​연구 책임자인 오노 마사히로와 그의 동료들은 대담하게도 우주선 옆을 지나가는 혜성이나 소행성에서 운동에너지를 얻는 방식을 제안했다. 혜성 히치 하이커(Comet Hitchhiker) 프로젝트는 작살과 여기에 연결된 줄을 이용해 혜성이나 소행성이 우주선을 견인하게 만드는 계획이다. ​이는 마치 작살을 던져 고래나 상어를 잡는 것과 비유할 수 있는데, 다른 점은 포획이 아니라 속도를 올리는 데 사용한다는 것이다. 물론 여기에는 상당한 기술적 어려움이 있다. ​일단 첫 번째 기술적 난제는 정확하게 지나가는 소행성에 작살을 던져서 고정하는 것이다. 이 작살은 재사용이 가능한 디자인으로 개발해야 계속 여행이 가능하다. 당연히 말처럼 쉬운 문제가 아니다. 두 번째 문제는 엄청난 힘을 견디는 긴 줄이 필요하다는 것이다. 작살이 고정되면 이 줄은 갑자기 큰 힘을 받게 되므로 마치 큰 고기를 낚을 때처럼 줄을 풀어줘야 한다. 그렇지 않으면 작살이 빠지던지, 줄이 끊어질 것이다. 정리하면 길게 풀 수 있으면서 엄청나게 튼튼하고 가벼운 줄이 필요하다. ​이 방법이 성공한다면, 다시 줄을 감아 목표로 하는 소행성에 접근할 수도 있고 반대로 운동 에너지만 얻고 헤어질 수도 있다. NASA의 과학자들은 이런 방법을 쓰면 카이퍼 벨트에 있는 천체를 5개에서 10개 정도 동시에 탐사할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 문제는 이런 방법이 진짜 가능한 지이다. ​현재 존재하는 섬유소재 가운데 방탄복 소재 등으로 쓰이는 케블라 등을 사용해도 견딜 수 있는 속도 변화는 초당 1.5km 정도다. 과학자들은 최대 초당 10km의 속도 변화도 생길 수 있다고 보고 있다. 따라서 카본 나노튜브 같은 새로운 소재가 필요하다. 그것도 매우 길게 줄로 만들 수 있어야 한다. 현재 기술 수준으로는 아직 어려운 이야기다. ​따라서 혜성 히치 하이커는 아직 개념 탐색의 단계라고 할 수 있다. 물론 언젠가 미래에 가능해진다면 태양계 탐사에 신기원을 이룩할 수도 있을 것이다. 연료를 별로 사용하지 않고도 장거리를 이동할 수 있기 때문이다. 그때가 되면 은하수는 아니지만, 태양계를 여행하는 히치 하이커를 위한 안내서 정도는 나올지도 모른다. ​고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-태양에서 약 200억km 인류가 우주로 띄워보낸 '병 속 편지' 보이저 1호가 2015년 9월 현재 지구로부터 약 200억km 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 미국의 무인 우주탐사선 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까 오늘로 꼬박 만 38년을 날아가고 있는 셈이다. 총알 속도의 17배인 초속 17km의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아간 기록을 세우고 있는 중이다. 이 거리는 초속 30만km인 빛이 달리더라도 18시간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 130배(130AU)가 넘는 거리다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간 공간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 태양계 최외각의 행성들을 지나온 보이저는 최초로 성간 공간으로 진입한 우주선으로서 각종 데이터를 지구로 보내오고 있는 중이다. 데이터로부터 최근 확인된 상황은 ​태양으로부터 온 '거품(Bubbles)' 효과의 관측으로, 이것이 바로 보이저 1호가 성간 공간으로 들어섰다는 사실을 확인해준 것이다. 그리고 미 항공우주국(NASA)은 지난 2014년 7월 보이저 1호가 성간 공간을 날고 있다는 사실을 재확인했다. 인간의 모든 신화와 문명에서 절대적 중심이었던 태양, 그 영향권으로부터 최초로 벗어난 722㎏짜리 인간의 피조물이 지금 호수와도 같이 고요한 성간 공간을 주행하고 있다. 인류의 우주탐사 꿈을 싣고 한 세대를 지나는 세월 동안 고장 한번 나지 않은 기적의 항해를 이어가고 있는 보이저 1호는 목성, 토성을 지나며 보석 같은 과학 정보들을 지구로 보낸 후, 인류 역사상 처음으로 태양계를 벗어나 미지의 영역인 '검은 우주' 속으로 돌진하고 있는 것이다. 보이저 1호는 그간 수많은 탐사 신기록을 세웠다. 1979년 목성에 약 35만km까지 다가가 아름다운 목성의 모습을 촬영했다. 당시만 해도 미지의 행성이었던 목성의 대적반(거대 폭풍)과 대기가 보이저 1호에 처음 포착되면서 목성의 비밀이 하나씩 벗겨지기 시작했다. 이듬해에는 토성에서 12만km 지점에 접근해 토성의 고리가 1000개 이상의 선으로 이뤄졌고 고리 사이에는 틈새기가 있다는 사실을 밝혀냈다. -파이어니어 10호, 200만 년 후 알데바란에 도착 보이저 1호 다음으로 먼 곳을 달리는 것은 태양으로부터 157억km 떨어져 있는 파이어니어 10호다. 방향은 보이저 1호의 정반대편이다. 하지만 파이어니어 10호는 2003년 1월 23일 마지막으로 희미한 신호를 보내온 후 교신이 끊어졌다. 지구에서 100AU나 떨어진 깜깜한 우주공간에서 영원히 우주의 미아가 되어버린 것이다. 1972년 3월 지구를 떠난 지 꼭 31년 만이다. 미국 아이오와 대 반알렌 교수는 “탐사선은 아직도 태양의 온기를 쬐고 있을 것”이라며 파이어니어 10호가 태양계 언저리 어디쯤에 있을 것이라고 추측했다. 시속 4만 5000km의 맹렬한 속도로 우주공간을 주파하고 있는 파이어니어 10호는 3만 년쯤 후에는 황소자리 붉은 별 로스(Ross) 248별을 스쳐 지나고, 그후 100만 년 동안 10개의 별들 옆을 더 지나갈 것이다. 그리고 또 200만 년 후에는 지구로부터 65광년 떨어진 황소자리 1등성 알데바란 옆퉁이에 다다를 것이다. 겨울철 남쪽 하늘 오리온자리 옆구리에서 밝게 반짝이는 별이다. (겨울 밤하늘에서 알데바란을 볼 때 주의하기 바란다. 지구-알데바란 간 우주공간을 날고 있는 보이저 1호가 운좋으면 혹 눈에 띌지도 모르니까.^^ ) 한편, 보이저 2호와 파이어니어 11호는 둘 다 명왕성 궤도 바깥을 날고 있고, 또 다른 탐사선 뉴호라이즌 호는 지난 7월 14일 명왕성을 최근접 비행을 성공한 후 외부 태양계를 향해 날아가고 있다. 다음 목표물은 카이퍼 벨트에 있는 소행성 2014 MU69로, 2019년에 도착할 예정이다. 이상에서 보는 바와 같이 우주의 한 변방, 모래알만한 지구에 거주하는 인류라는 지성체가 바야흐로 그의 광막한 고향, 대우주를 탐색하기 위해 용약 분투하고 있는 중이다. -우주의 당구공 치기, 스윙바이 본래 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1호는 당시 최신 기술이던 중력 보조를 사용하도록 설계된 탐사선이다. 중력 보조란 탐사선의 속도를 높이기 위해 중력을 이용한 슬링 숏 기법(새총쏘기)을 말하는 것으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 스윙바이(swingby) 또는 플라이바이라고도 하는 이것은 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 탐사선이 행성의 중력을 받아 미끄러지듯 가속을 얻으며 낙하하다가 어느 지점에서 진행각도를 바꾸면 그 가속을 보유한 채 튕기듯이 탈출하게 된다. 보이저는 이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만km의 속도 증가를 공짜로 얻었다. 보이저가 목성의 중력을 이용해 추진력을 얻을 때, 목성은 그만큼 에너지를 빼앗기는 셈이지만, 그것은 50억 년에 공전 속도가 1mm 정도 뒤처지는 것에 지나지 않는다. 현재까지 인류가 개발한 추진 로켓의 힘은 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 일명 ‘행성간 대여행’이라 불리는 행성의 배치가 행성간 탐사선의 개발에 영향을 주었는데, 이 행성간 대여행은 연속적인 중력 보조를 활용함으로써, 한 탐사선이 궤도 수정을 위한 최소한의 연료만으로 화성 바깥쪽의 모든 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)을 탐사할 수 있는 여행이다. 이 항법을 활용하기 위해 보이저는 행성들이 직선상 배열을 이루는 드문 기회(몇백 년에 한 번꼴)를 이용했는데, 목성의 중력이 보이저를 토성으로 내던지고, 토성은 천왕성으로, 천왕성은 해왕성으로, 그 다음은 태양계 밖으로 차례로 내던지게 되는 것이다. 하늘의 당구치기를 하면서 날아갈 보이저 1호와 2호는 이 여행을 염두에 두고 설계됐으며, 발사 시점도 대여행이 가능하도록 맞춰졌다. -보이저 2호, 30만 년 후 시리우스에 도착 쌍둥이 탐사선 보이저 2호는 1호보다 16일 먼저 지구를 떠났지만 1호와는 다른 경로를 택했다. 목성과 토성까지는 비슷한 경로로 날아갔지만, 그 뒤 보이저 1호는 태양계 밖으로 향했고, 2호는 천왕성과 해왕성을 차례로 관측하는 경로를 택했다. ​2015년 9월 현재 보이저 2호는 지구로부터 110AU(천문단위), 164억km 떨어진 태양권덮개(헬리오시스)에 있으며, 성간 가스의 압력에 의해 태양풍이 있는 태양권의 가장 바깥자리에서 항해 중이다. 빛의 속도로 15시간 걸리는 거리다. 이는 인류가 만든 확인된 물체 중 지구로부터 두 번째 멀리 떨어져 있는 것이다. 보이저 2호도 이미 태양권 덮개 영역으로 들어선 것으로 알려졌다. 29만 6천 년 후 보이저 2호는 지구로부터 8.6광년 떨어진, 밤하늘에서 가장 밝은 별인 큰개자리의 시리우스에 도착할 예정이다. 태양계를 완전히 벗어난 뒤 외계의 지적 생명체와 조우할 경우를 대비해 보이저 1호에는 외계인들에게 보내는 지구인의 메시지를 담은 금제 음반도 싣고 있다. 이 음반의 내용은 칼 세이건이 의장으로 있던 위원회에서 결정되었는데, 115개의 그림과 파도, 바람, 천둥, 새와 고래의 노래와 같은 자연적인 소리와 함께 수록된 55개 언어로 된 지구인의 인삿말에는 한국어도 포함되어 있다. 하지만, 보이저가 가장 가까운 별인 켄타우루스 프록시마 별까지 가는 데만도 4만 년 정도가 걸리고, 탐사선의 크기도 너무 작기 때문에 발견될 가능성은 극히 낮다. 따라서 이 음반을 정말 누군가가 받는다고 해도 영원처럼 먼 미래의 일일 것이다. 따라서 정말로 외계인과 교신하기 위한 시도라기보다는 상징적인 뜻이 더 많다. -인류가 보낸 ‘우주 척후병' 보이저 1호의 최후는? 태양계를 벗어난 보이저 1호는 어느 천체의 중력권에 붙잡힐 때까지 관성에 의해 계속 어둡고 차가운 우주로 나아갈 운명이다. 연료인 플로토늄 238이 바닥나는 2020년께까지 보이저 1호는 아무도 가보지 못한 태양계 바깥의 모습을 지구로 타전할 것이다. 지난 30여 년간 보이저 1호가 보내온 각종 영상과 데이터는 태양계에 대한 인간의 인식을 넓혀주었다. 1980년엔 최초로 완벽한 태양계의 모습을 촬영했다. 지구에서 60억km쯤 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍어보낸 그 유명한 지구 사진, 흑암의 무한 공간 속에 한낱 먼지처럼 부유하는 '창백한 푸른 점'도 보이저 1호의 작품이다. 또한 목성에도 토성과 비슷한 고리가 있다는 사실, 토성의 고리가 1,000개 이상의 가는 선으로 이뤄졌다는 사실, 목성의 위성 유로파가 얼어붙은 바다로 덮여 있다는 사실 등이 모두 보이저 1호가 밝혀낸 것들이다. 보이저 프로젝트의 책임자인 에드 스톤 박사는 “지금까지 보이저 1, 2호가 우주에서 발견한 것들은 우리가 세상을 바라보는 생각을 변하게 했다”면서 보이저 1호 대장정의 의미를 규정했다. 3개의 원자력 전지가 전력을 공급받고 있는 보이저 1호는 2020년경까지는 지구와의 통신을 유지하는 데 충분한 전력을 공급받을 수 있을 것으로 보이나, 2025년 이후에는 전력 부족으로 더 이상 어떤 장비도 구동할 수 없게 되고, 지구와의 연결선이 완전 끊어지게 된다. 그러나 보이저의 항해는 그후로도 여전히 계속될 것이다. 태양계를 벗어난 보이저 1호가 먼저 만나게 될 천체는 혜성들의 고향 오르트 구름이다. 하지만 300년 후의 일이다. 이 오르트 구름 지역을 빠져나가는 데만도 약 30,000년이 걸린다. 그 다음부터 40,000년 동안에는 그 진로상에 어떤 별도 없다. 약 70,000년을 날아간 후 보이저 1호는 18광년 떨어진 기린자리의 글리제 445 별을 1.6광년 거리에서 지날 것이며, 그 다음부터는 적어도 10억 년 이상 아무런 방해도 받지 않고 우리은하의 중심을 돌 것이다. 인류가 우주로 띄워보낸 '병 속의 편지' 보이저 1호는 어쩌면 50억 년쯤의 시간이 흐르는 동안에도 누구의 손에 의해서도 회수되는 일 없이 항진을 계속할는지도 모른다. 그러면 인류의 메시지를 담은 음반이 재생되는 일도 영원히 없을 것이다. 50억 년이란 인류에겐 긴 세월이다. 장엄하게 빛나던 태양도 종말을 맞을 것이며, 이미 지구는 바짝 구워져 염열지옥이 되어버렸을 시간이다. 인류는 어떻게 되었을까? 다른 행성으로 떠나갔거나 지구에서 멸종되었거나 둘 중 하나일 것이다. 그때면 보이저 1호만이 사라져버린 지구 문명의 희미한 잔영을 지닌 채 우리은하를 벗어나 심우주로 몇조 년을 그대로 항행할지도 모른다. 지금 이 순간에도 태양계 바깥의 성간 공간에서 '검은 우주'를 향해 맹렬히 내달리고 있을 인류의 '병 속 편지' 보이저 1호는 과연 우주의 어느 언저리에서, 언제쯤 그 오랜 항해를 멈추고 영원한 잠에 빠져들 것인가 궁금하다. 동영상 넣기 https://www.youtube.com/embed/BXUAiKkfJtA 이광식 통신원 joand999@naver.com

세계에서 가장 성능이 뛰어난 디지털카메라가 만들어진다. 이 카메라는 우주 관측에 쓰일 망원경에 장착되는 데 해상도가 무려 32억 화소나 된다. 이른바 ‘LSST’(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경)로 불리는 차세대 천체망원경의 핵심이 될 이 카메라를 제조하는 것을 마침내 미국 에너지부(DoE)가 승인했다고 미국 스탠퍼드대 국립가속연구소(SLAC)가 발표했다. LSST 건설 계획에 참여하고 있는 SLAC에 따르면 이미 카메라 조립에 쓸 2000제곱피트(약 186㎡)짜리 ‘클린룸’(반도체 소자나 집적 회로 제조를 위하여 미세한 먼지까지 제거한 청정실)도 완성됐다. 스티븐 칸 LSST 프로젝트 책임자는 “‘3차 중대 결정’(Critical Decision 3)으로 알려진 이번 승인은 완성된 카메라를 망원경에 달기 전에 하는 마지막 절차였다”면서 “이제 부품을 입수해 만들 수 있게 됐다”고 설명했다. 칠레 파촌 산에 건설될 LSST에 장착될 카메라는 무려 3톤에 달하는 거대한 장비다. 32억 화소라는 세계 최대 해상도를 제공하는 것에 걸맞게 카메라 필름에 해당하는 CCD는 1600만 화소짜리 CCD 200개를 모자이크처럼 결합해 만들고 빛을 반사해 CCD에 투영할 주거울의 지름도 8.4m나 될 것으로 알려졌다. 이를 통해 찍은 한 장의 사진은 고화질TV(HDTV) 1500대 화면에 동시에 띄울 수 있을 정도로 매우 높은 해상도를 갖게 된다고 한다. 이 카메라는 또 필터링 교체를 통해 근자외선부터 근적외선에 이르는 넓은 범위의 파장을 관측할 수 있도록 지원한다. 또 천문 관측이라는 장기간 프로젝트를 진행해야 하는 특성상 카메라 자체에 1년에 600만GB 분량의 촬영 데이터를 저장할 수 있다. 600만GB는 800만 화소 디지털카메라로 매일 80만 장의 사진을 하루도 빠지지 않고 1년 동안 찍은 것과 맞먹는 분량이다. 천문학자들은 이렇게 쌓은 데이터에서 은하계 구조를 분석하거나 잠재적 위험 소행성, 초신성 폭발을 관측하고 암흑물질이나 암흑에너지에 관한 연구를 하는 등 다양한 분야에 이용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 미국 국립연구위원회(NRC)의 천문학과 천체물리학 10년 장기조사인 ‘아스트로 2010’(Astro2010)에 따르면 LSST는 앞으로 10년 안에 가장 많이 쓰일 관측장비가 된다. 현재 LSST 공식 사이트에는 기초공사 사진이 공개돼 있지만, 앞으로 카메라 제조와 검사 등 작업을 거치게 된다. 첫 번째 시험 가동은 오는 2019년이며 실제 관측은 2022년부터 이뤄질 예정이다. 사진=LSST/SLAC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

유럽 우주국이 야심 차게 발사한 로제타 우주선과 혜성 착륙선인 필레는 여러 가지 과학적 성과를 달성했다. 그러나 정작 혜성 표면에 착륙한 필레는 우여곡절을 겪으면서 현재 다시 교신이 되지 않는 상태이다. 이는 아무리 잘 준비했더라도 혜성처럼 중력이 작고 대기가 없는 천체에 착륙하는 일이 얼마나 어려운지를 보여주는 좋은 사례다. 미국항공우주국(NASA) 케네디 우주 센터의 스웜프 웍스(Swamp Works)의 엔지니어들은 이런 환경에서도 완벽하게 표면을 비행하면서 탐사를 진행할 수 있는 일종의 우주 드론을 개발 중이다. 이는 안전한 착륙에 유리한 것은 물론이고 이동하면서 탐사를 하는 것이 더 과학적으로 큰 성과를 거둘 수 있기 때문이다. 소행성 탐사 비행체(Asteroid Prospector Flyer)라고 명명된 이 탐사선들은 작은 드론처럼 생겼는데, 공기가 없는 우주 공간에서 작동할 수 있도록 프로펠러 대신 특수하게 개발된 로켓 모터를 탑재한 점이 큰 차이점이다. 소행성이나 혜성 주변을 비행할 때 문제가 되는 부분은 역설적으로 낮은 중력이다. 적당히 낮은 중력은 비행에 유리하지만, 작은 소행성이나 혜성의 중력은 대부분 매우 낮아서 거의 없는 것과 마찬가지다. 따라서 필레처럼 정확히 원하는 위치에 착륙이 쉽지 않다. 조금만 힘을 받아도 바로 다시 우주로 튕겨 나가기 때문이다. NASA의 소행성 탐사 비행체 프로토타입은 이 문제를 해결하기 위해 아주 미세하게 출력을 조절할 수 있는 다수의 로켓 모터를 탑재하고 있다. 이 로켓 모터는 불꽃을 내뿜는 대신 산소 같은 기체를 조금씩 분사해 자세와 위치를 조절한다. 사진에서는 짐볼이라고 불리는 미세중력 상태를 구현하는 테스트 기기에 탑재되어 있는데, 아직 테스트 단계이므로 최종 디자인은 변경될 가능성이 있다. 화성이나 달은 로버를 보낼 수 있을 만한 중력이 있지만, 작은 소행성과 혜성은 사실상 불가능하므로 소행성 탐사 비행체는 이런 천체를 아주 가까이서 폭넓게 탐사할 수 있는 유일한 대안이기도 하다. 개발 성공 여부는 아직 알 수 없지만, 개념적으로 봤을 때 소행성 탐사 비행체는 미래 태양계 탐사에 새로운 길을 제시할 가능성이 크다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

마치 동그란 공이 두둥실 우주에 떠있는 것 같은 환상적인 천체 사진이 공개됐다. 지난 31일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 무인탐사선 카시니호가 지난 5월 포착한 토성에 '푹 안긴' 위성 디오네(Dione)의 모습을 뒤늦게 공개했다. 약 230만 km 거리에서 촬영된 이 사진 속 중앙의 줄은 바로 토성의 신비로운 고리다. 그 위 검은색으로 떠있는 천체가 디오네이며 뒷 배경이 거대한 크기를 자랑하는 토성이다. 이는 위성 디오네가 토성 앞을 지나가다 잠시 빛이 잠식되는 현상을 포착한 것으로 천문학계에서는 이를 트랜싯(Transit)이라 부른다. 이 사진에도 살짝 드러나듯 디오네는 수많은 상처와 곰보 자국으로 가득하다. 우리의 달처럼 디오네 역시 수많은 크레이터로 가득찬 이유는 소행성 등의 천체 충돌과 과거 얼음 화산의 활동으로 인한 것으로 추측된다. 특히 디오네는 마치 하얗게 화장을 한 듯 밝게 빛나는데 이는 이웃한 위성인 엔셀라두스(Enceladus) 때문이다. 지름이 약 500km에 불과한 엔셀라두스는 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나오는 것이 특징이다. 이 간헐천은 위성의 표면을 눈송이처럼 하얗게 만드는데 수증기가 순식간에 얼어서 미세 얼음 입자가 되기 때문이다. 바로 이 미세입자가 이웃한 디오네의 표면까지 덮어 ‘상처’ 난 곳에 연고를 바르듯 표면을 밝게 만든 것이다. 1684년 천문학자 지오바니 카시니가 발견한 디오네는 지름 1123㎞, 공전주기는 2.7일이며 2년 전 NASA 제트추진 연구소가 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있을 가능성을 언급해 관심을 모은 바 있다. 사진=NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-하늘 지점과 달의 위상은 함께 간다 당신이 만약 우주 팬이라면, 앞으로 몇 달 동안 '슈퍼문'이라는 말을 여러 차례 듣게 될 것이다. 이 말은 천문학자들이 쓰는 전문 용어는 아니지만, 이것에 관련된 사실들이 어떻게 실제로 일어나는가 알아보기로 하자. 보름달은 태양과 지구, 달이 일직선상에 놓일 때 보인다. 지구가 둘 사이에 끼어 있어야 함은 물론이다. 지구상에서 볼 때, 달이 어느 쪽에도 이지르짐이 없이 원형으로 밝게 빛난다. 달이 태양의 정반대편에 있기 때문이다. 이때 달은 동쪽에서 떠오르고, 태양은 서쪽으로 진다. 일반적으로 보름달이 그날 밤 내내 보름달일 거라고 생각하지만, 엄격히 말하면 완벽한 보름달은 한순간에 지나지 않는다. 지구가 쉼없이 태양 둘레를 돌고, 달이 쉼없이 지구 둘레를 돌기 때문이다. 달이 정확히 태양의 반대편에 위치하는그 순간만이 완벽한 보름달이 되는 셈이다. 이 시각을 기준점으로 그 전의 달은 차는 달이고, 그 후의 달은 이우는 달이 되는 것이다. 이처럼 무상한 달 모양의 변화를 달의 위상 변화라 하는데, 여기에는 재미있는 하나의 규칙이 있다. 월출 시간, 달이 나타나는 하늘의 지점에 따라 달의 모양이 변함없이 같다는 사실이다. 무슨 얘기인고 하면, 반구형 하늘의 정서쪽을 0으로 하고, 정동쪽을 10으로 하여 10등분했을 때, 0지점에 나타나는 달은 항상 그믐달(0/10), 1지점은 초승달(1/10), 5지점, 곧 정남에 나타날 때의 달은 항상 반달(5/10), 정동에 나타날 때의 달은 항상 보름달(10/10)이라는 뜻이다. -달과 삼각형이 지동설을 낳았다 고대 그리스 천문학자 아리스타르코스(BC 310~230년)는 달이 정확하게 반달로 뜰 때 태양-달-지구가 이루는 각도가 직각이라는 사실에 착안하여, 직각삼각형의 나머지 두 각을 재어보니 달과 지구, 태양이 이루는 꼭지점의 각도는 87도로 나왔다. 그 다음은 간단하다. 삼각법을 쓰면 세 변의 상대적인 거리가 금방 나온다. 그 결과, 태양은 달보다 19배(참값은 400배) 먼 거리에 있다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 희한하게도 달과 태양은 겉보기 크기가 거의 같다. 이는 곧, 달과 태양의 거리 비례가 바로 크기의 비례가 된다는 뜻이다. 이로써 지구와 태양, 달의 상대적인 크기까지 구해졌고, 태양이 지구보다 7배 크며(참값은 109배), 부피는 지구의 300배에 달한다고 결론지었다. 그의 수학은 정확했지만, 도구가 좀 부실했던 모양이다. 하지만, 본질적인 핵심은 놓치지 않았다. “지구보다 300배나 큰 태양이 지구 둘레를 돈다는 것은 모순이다. 지구가 스스로 자전하며 태양 둘레를 돌 것이다.” 여기에서 지금껏 인간의 감각에만 의존해왔던 오랜 천동설을 젖히고 인류 최초의 지동설이 탄생하게 된 것이다. 달과 직각삼각형이 가르쳐준 지동설의 진실이라고나 할까. -9월 보름달은 개기월식이다 어쨌든 이처럼 달은 지구 둘레를 돌면서 다양한 얼굴로 지구를 굽어보고 있다. 달이 지구 주위를 한 번 공전하는 데 걸리는 시간은 27.3일(항성월)로, 이는 달의 한 번 자전시간과 같은 것이다. 이는 지구와 달이 중력으로 단단히 서로 묶인 결과이다. 그래서 마치 달과 지구는 서로 어깨를 맞잡고 윤무를 추는 형상이다. 보름달에서 다음 보름달이 되는 삭망월은 29.5일이다. 이는 지구의 공전으로 그만큼 지체되기 때문이다. 그런데 지구 둘레를 도는 달의 공전 궤도는 완전한 원이 아니라, 약간 찌그러진 타원이다. 그래서 삭망월 길이도 조금씩 달라지고, 달과 지구 사이의 거리가 일정하지 않게 된다. 달이 지구에 가장 가까운 지점을 근지점, 가장 먼 지점을 원지점이라 한다. 별지기들이 가장 좋아하는 달은 물론 근지점에 올 때의 달이다. 30일 새벽 3시 35분의 이번 달의 보름달이 바로 근지점의 만월이었다. 이는 전 지구상에서 동일하다. 그러니 보름달을 볼 수 있는 지역이 있고, 없는 지역이 있는 셈이다. 지구와 달까지의 평균 거리는 약 38만km이고, 근지점일 때는 36만km 원지점일 때는 40만km쯤 된다. 그러니까 지구를 30개쯤 늘어놓으면 달까지 닿는다는 얘기다. 9월에 정확한 보름달이 되는 시각은 28일 11시 51분이다. 근지점에 올 때는 그보다 51분 빠른 11시이다. 이 근지점은 2015년에서 가장 가까운 지점으로 거리는 356,877km이며, 달이 가장 크게 보인다. 이것이 이른바 슈퍼문이다. 이때 조석 간만의 차이가 최대가 된다. 물론 한국에서는 볼 수가 없지만, 그날 저녁 날이 맑으면 그래도 환한 슈퍼문을 볼 수 있을 것이다. 9월의 보름달은 지구의 그늘 속을 운행할 것이다. 개기월식이 일어난다는 뜻이다. 하지만 유감스럽게도 우리나라에서는 볼 수가 없다. 남북 아메리카 대륙과 유럽, 아프리카 일원에서 볼 수 있을 따름이다. -아이들에게 슈퍼문의 추억을... 어쨌든 이번 슈퍼문은 쌍안경으로 월면 관측을 하기에 최고의 기회이다. 월면에 검게 보이는 부분은 어두운 현무암질의 넓고 편평한 지대로, 갈릴레오가 자작 망원경으로 달을 보았을 때 달의 고요한 바다와 같이 생각되어 바다라고 불렀다고 한다. 달의 북반구에는 지름이 약 1200km나 되는 '비의 바다'가 있으며, 폭풍의 바다, 평온의 바다 등이 있다. 이 세 바다가 지구에서 볼 때 마치 토끼처럼 보여 '옥토끼'라는 이름을 얻었다. 꼭 따낸 수박 꼭지 자국처럼 보이는 이색적인 튀코 크레이터도 놓쳐서는 안될 볼거리이다. 아래쪽 달의 남극 가까이 사방으로 밝은 빛줄기를 퍼뜨리고 있는 이 아름다운 크레이터는 약 1억 년 전 소행성의 충돌로 만들어진 것이다. 이번 슈퍼문 때는 아이들과 함께 달을 관측해보도록 하자. 우주를 알면 아이들의 생각과 마음이 커진다. 분명 아름다운 추억으로 아이들의 가슴속에 오래 남을 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

초신성(항성진화의 마지막 단계) 폭발이 빚어낸 엄청난 충격파가 태양계 탄생을 촉발했다는 연구논문이 카네기 연구소 과학자들에 의해 발표되어 관심을 끌고 있다. ​46억 년 전 가스와 분자들로 이루어진 몇 광년 크기의 원시 구름들이 떠돌던 한 우주공간 부근에서 초신성 폭발이 일어났고, 그 충격파로 원시구름의 중력 균형이 무너져 한 점으로 붕괴하기 시작함으로써 태양계 형성의 첫발을 내딛었다는 것이다. 이 초신성이 우주 공간으로 내뿜은 잔해들은 지금도 소행성 등에서 발견되고 있다. 이번 연구를 진행한 과학자들은 태양계 탄생을 촉발한 초신성 폭발이 태양계에 회전력을 부여했으며, 이로써 지구를 포함한 행성들이 형성되기에 이르렀다고 주장한다. 카네기 연구소의 과학자인 앨런 보스와 샌드라 카이저는 초신성 폭발이 어떻게 태양을 만들어냈는가 하는 주제를 오래 연구해왔다. 그들의 모델은 초신성 폭발로 인한 충격파가 밀도 높은 원시 구름의 중력을 무너뜨려 한 점으로 붕괴시킴으로써 원시 별들을 탄생시키는 과정을 그대로 보여주고 있다. 별의 주위를 감싸고 있는 가스와 먼지구름들은 별의 둘레를 돌다가 이윽고 행성이 되는데, 이번 새 연구는 초신성 폭발이 어떻게 이런 과정을 최초로 '촉발'하는가를 규명한 것이다. 그들의 연구 방향은 초신성 폭발 때 발생하는 짧은 반감기의 방사성 동위원소에 초점이 맞추어졌다. 동위원소란 양성자 수는 같지만 중성자 수가 다른 원소를 일컫는다. 초신성 폭발로 인해 태양계가 생성될 때 특정 동위원소들이 만들어졌는데, 이들이 붕괴되기 이전에 행성들이 형성되는 지역으로 흩뿌려졌고, 오늘날에도 그 일부가 소행성 등에 남아 있는 것이다. 보스와 카이저의 이전 연구는 초신성 폭발의 충격파가 가스 구름에 보조개와 같은 구멍을 내어 짧은 반감기의 방사성 동위원소들을 주입시키는 과정을 규명한 것이었다. 우리 태양과 행성들은 이 가스 구름으로부터 결국 탄생했다. 이번 새 연구는 방사성 동위원소의 주입이 태양계에 회전력을 부여하는 계기가 되었음을 보여주고 있다. 초신성 폭발이 촉발한 각 운동량은 이윽고 가스 구름을 원반 형태로 만들었고, 원시 태양을 둘러싼 이 가스 원반에서 지구를 포함한 행성들이 탄생하기에 이르렀다. '원시 태양을 공전하는 가스 원반이 초신성의 충격파에서 비롯되었다는 것은 참으로 경탄스러운 사실이 아닐 수 없습니다. '고 보스는 자신의 소감을 피력했다. '이 스핀이 없었다면 분자 구름은 결국 태양으로 모두 흡수되고 말았을 겁니다.' 이들의 모델에 따르면, 초신성 충격파로 인한 방사성 동위원소들의 구름 속 침투가 없었다면 태양을 둘러싼 모든 물질들이 붕괴되어 태양 속으로 빨려들어가고, 결국 우리 지구 같은 행성들은 탄생하지 않았을 것이다. 이 새로운 연구는 결국 우리 지구를 포함해 태양계를 이루고 있는 모든 물질들은 수소를 제외하고는 모두 초신성 폭발에서 나온 것이며, 이들이 생명 탄생의 최종 무대를 만들어냈음이 밝힌 셈이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com