무더위가 한창이던 지난달 14일 미국 항공우주국(NASA)의 심우주 탐사선 뉴허라이즌스호는 9년 동안 45억㎞를 비행한 끝에 명왕성의 1만 3000㎞ 앞까지 근접해 선명한 사진을 보내왔다. 뉴허라이즌스호의 성공은 우주탐사의 3.0 시대를 여는 뜻깊은 이정표라고 볼 수 있다. 1960~70년대 아폴로 우주선의 달 탐사가 우주탐사 1.0 시대의 개막을 알렸다면, 1980년대 우주왕복선의 개발과 1990년대 국제우주정거장 건설은 2.0 시대라고 볼 수 있다. 그리고 2015년 뉴허라이즌스의 성공은 우주탐사 3.0 시대의 개막이라고 볼 수 있다. 우주탐사 3.0 시대의 특징은 소형화된 고성능 첨단 장비로 무장해 태양계와 심우주의 생성 기원과 생명체를 탐사한다는 데 있다. 우주탐사 3.0 시대는 이미 우리에게 성큼 다가오고 있다. 1.0과 2.0 시대에 닦은 기술과 경험으로 다양한 분야의 과학적 탐사가 활발하게 진행되고 있다. 3.0 시대의 선두 주자인 뉴허라이즌스 탐사선은 무게가 478㎏으로 미국 NASA 기준에서는 소형급이지만 각종 최첨단 장비를 탑재해 심우주에서 임무를 성공적으로 수행하고 있다. 주 탑재체인 망원관측카메라(LORRI)는 무게가 8.6㎏에 불과하지만 1만 3000㎞ 거리에서 허블망원경보다 뛰어난 50m 해상도의 사진을 촬영할 수 있다. 또한 탑재한 방사선동위원소전지(RTG)는 10.9㎏의 산화플루토늄-238을 이용해 약 200W의 전력을 20년 이상 생산하여 심우주 탐사를 가능하게 한다. 뉴허라이즌스의 쾌거 10일 후 전 세계는 또 다른 우주과학의 경이로운 발견에 흥분했는데 2009년에 발사된 케플러망원경이 지구로부터 1400광년 떨어진 항성 주위를 도는 지구형 행성을 발견한 것이다. 이는 지금까지 발견된 5000여개의 심우주 행성 가운데 지구와 가장 유사한 행성이어서 의미가 크다. 이러한 발견에는 100만분의1의 항성 빛의 세기를 구별할 수 있는 고성능의 센서가 있었기에 가능했다. 태양계에서 생명체 탐사에 가장 앞선 선두 주자는 2012년에 화성에 착륙해 활약하고 있는 큐리어시티 로버다. 로버의 임무는 화성에 착륙해 기후와 지질조사를 수행하여 물의 존재와 역할을 파악하고 생명체의 존재 여부에 대해 탐사하는 것이다. 운이 좋다면 큐리어시티 로버가 수년 내 발견할 수 있고, 아니면 그다음 화성 탐사 로버인 마즈 2020 로버가 분명히 화성의 생명체 존재 여부에 대한 확실한 답을 줄 수 있을 것이다. 최소한 화석 형태의 미생물 화석을 발견할 가능성이 매우 크다. 우주탐사 3.0 시대의 과학기술과 발견은 우리에게 큰 영향을 미래에 미칠 것이다. 그 방향과 구체적인 내용은 예측이 불가능하다. 그러나 역설적으로 그렇기 때문에 새로운 것이 창조되는 것이며 경제적으로도 이익이 될 수 있다. 예측이 가능하다면 새롭지 않은 것이요, 또한 경제적으로도 의미가 없어지기 때문이다. 이것이 우주탐사 3.0 시대의 새로운 환경이다. 예를 들어 이러한 우주탐사 3.0 시대에는 고성능 탑재체의 활약이 중요한데, 최첨단 탑재 장비는 다른 우주탐사는 물론 산업, 환경, 의료, 안보와 국민안전 분야에 응용돼 널리 쓰일 수 있다. 특히 정보기술(IT)이 발전한 한국에는 최적의 신산업 분야가 될 수 있고 상대적으로 투자비용이 적으므로 젊은 과학기술자들이 바로 창업으로 연결할 수 있을 것이다. 화성에서 살아 있는 미생물이나 고대 생물체의 화석이 발견된다거나, 먼 지구형 행성에서 우리에게 보내는 전파가 포착된다면 지구에는 어떤 상황이 벌어질까. 이 발견은 50만년 전 우리의 원시인 조상이 불을 발견한 이래로 가장 큰 발견이 될 것이다. 아마도 지구상의 모든 종교, 철학, 과학은 근본적인 변화가 불가피할 것이고 이에 따라 문학과 예술도 큰 변화가 있을 것이다. 현재의 우주탐사는 우주 자체와 우주 생명체의 기원을 연구하는 깊은 철학적 의미를 가지고 진행되고 있다. 우리가 준비하고 있는 달 탐사도 우주탐사 3.0 시대에 걸맞은 첨단 고성능 탑재 장비를 싣도록 노력하고, 우주의 기원과 우주 생명체 존재 여부를 알기 위한 인류의 노력에 동참하는 방향으로 추진해야 할 것이다.

지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지구에서는 절대 볼 수 없는 달 뒷면의 생생한 모습을 사진으로 공개해 화제를 모았다. 이 사진은 기존 우주사진과는 차이를 보이는데 달의 뒷면을 찍었다는 것 외에도 푸르게 빛나는 지구가 동시에 촬영됐기 때문이다. 그렇다면 이 사진은 어떻게 촬영됐을까? 그 비밀은 NASA가 쏘아올린 심우주 기상관측위성(DSCOVR)에 있다. NASA는 지난 2월 민간 우주업체인 스페이스X의 팔콘9 로켓에 위성 DSCOVR을 실어 우주로 발사했다. 이 위성은 일반적인 다른 위성과는 달리 지구로부터 약 160만 km 떨어진 곳에 위치해 있다. 지구와 달의 거리가 약 38만 km, 국제우주정거장(ISS)이 약 400km 상공 위에 떠있는 것과 비교하면 얼마나 멀리 있는지 알 수 있는 셈. 이같은 이유로 DSCOVR은 시간만 잘 맞추면 지구 주위를 공전하는 달의 모습을 촬영할 수 있는 것이다. 이 사진 외에도 얼마 전 NASA는 아프리카 북부에 자리잡은 세계에서 가장 큰 사하라 사막의 황량한 모습을 잡아내 화제가 된 바 있다. 물론 이같은 생생한 사진을 찍기위해 DSCOVR 위성에는 지구 다색 이미징 카메라(EPIC)라는 특수한 장비가 실려있다. 카메라와 망원경이 결합된 EPIC(Earth Polychromatic Imaging Camera)은 가시광선, 적외선, 자외선 영역의 이르는 다양한 이미지를 포착한다. 재미있는 사실은 DSCOVR의 주목적이 이번처럼 '컴퓨터 바탕화면용' 사진찍기는 아니라는 점이다. DSCOVR은 태양에서 날아오는 태양풍을 관측하는 것이 주역할로 이 때문에 태양에서 약 1억 4800만㎞ 떨어진 지점까지 날아간 것이다. DSCOVR은 하루 6번 씩 태양의 움직임을 촬영해 지구에 전파 교란등을 야기하는 흑점 폭발을 더 빨리 예보할 수 있게 해준다. 곧 태양이 지구에 미치는 유해한 영향을 연구하기 위해 제작된 위성으로 지구 대기 속 오존층과 에어로졸 수치도 측정한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구 방향에서는 절대 볼 수 없는 달 뒷면의 생생한 모습이 드러났다. 5일(현지시간) 미국항공우주국(NASA)은 지구로부터 약 160만㎞ 지점에 자리잡은 심우주 기상관측위성(DSCOVR)이 지난달 16일 지구를 배경으로 한 달 뒷면을 촬영해 지구 관제소로 사진을 전송했면서 영상과 사진을 공개했다. 심우주기상관측위성은 지난 2월 발사됐다. 이번 사진과 영상은 DSCOVR 위성이 빨강, 파랑, 녹색 등 특정 색상으로만 촬영한 사진 10장을 합성해 본래의 색에 가까운 사진을 얻는 방식으로 얻어졌다. DSCOVR 위성은 NASA와 미 공군, 국립해양대기청(NOAA)이 공동으로 제작했다. 지구에서 달 사이 거리보다 4배 이상 먼 곳에서 태양 폭발 등 지구에 영향을 줄 만한 천체 활동을 측정해 그 결과를 지구로 전송하기 위해 발사됐다. 환경운동가로 활동하는 앨 고어 전 미국 부통령이 1998년 제안해 제작되어 고어샛(GORESAT)으로 불리기도 한다. 이미경 기자 btkseoul@seoul.co.kr

태양빛을 받은 아프리카의 모습을 우주에서 보면 이렇게 보이는 것 같다. 지난 29일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 심우주기후관측위성(DSCOVR)이 촬영한 생생한 지구의 모습을 담은 사진을 공개해 관심을 끌었다. 지난 6일 지구에서 160만 km 거리에서 촬영된 이 사진은 햇빛이 비치는 지구의 절반이 담겨있으며 그 중 주인공은 바로 아프리카다. 사진을 보면 아프리카 북부에 자리잡은 세계에서 가장 큰 사하라 사막은 뜨겁고 건조한 지역이라는 것을 인증이라도 하듯 노란색의 황량한 모습이 우주에서도 한 눈에 잡힌다. 이 사진은 DSCOVR 위성에 실린 지구 다색 이미징 카메라(EPIC)가 촬영한 것이다. 카메라와 망원경이 결합된 EPIC(Earth Polychromatic Imaging Camera)은 가시광선, 적외선, 자외선 영역의 이르는 다양한 이미지를 포착하며 이 사진은 카메라의 적색, 녹색, 청색 채널이 쓰였다. 한편 DSCOVR 위성은 지난 2월 민간 우주업체인 스페이스X의 팔콘9 로켓에 실려 우주로 발사됐다. NASA와 미 국립해양대기청(NOAA) 그리고 미 공군이 공동으로 추진한 프로젝트의 산물인 DSCOVR 위성은 태양에서 날아오는 태양풍을 관측하는 것이 주목적이다. 이외에도 DSCOVR 위성은 지구 대기 속 오존층과 에어로졸 수치를 측정해 관련 데이터를 지구로 보내온다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양빛을 받은 아프리카의 모습을 우주에서 보면 이렇게 보이는 것 같다. 지난 29일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 심우주기후관측위성(DSCOVR)이 촬영한 생생한 지구의 모습을 담은 사진을 공개해 관심을 끌었다. 지난 6일 지구에서 160만 km 거리에서 촬영된 이 사진은 햇빛이 비치는 지구의 절반이 담겨있으며 그 중 주인공은 바로 아프리카다. 사진을 보면 아프리카 북부에 자리잡은 세계에서 가장 큰 사하라 사막은 뜨겁고 건조한 지역이라는 것을 인증이라도 하듯 노란색의 황량한 모습이 우주에서도 한 눈에 잡힌다. 이 사진은 DSCOVR 위성에 실린 지구 다색 이미징 카메라(EPIC)가 촬영한 것이다. 카메라와 망원경이 결합된 EPIC(Earth Polychromatic Imaging Camera)은 가시광선, 적외선, 자외선 영역의 이르는 다양한 이미지를 포착하며 이 사진은 카메라의 적색, 녹색, 청색 채널이 쓰였다. 한편 DSCOVR 위성은 지난 2월 민간 우주업체인 스페이스X의 팔콘9 로켓에 실려 우주로 발사됐다. NASA와 미 국립해양대기청(NOAA) 그리고 미 공군이 공동으로 추진한 프로젝트의 산물인 DSCOVR 위성은 태양에서 날아오는 태양풍을 관측하는 것이 주목적이다. 이외에도 DSCOVR 위성은 지구 대기 속 오존층과 에어로졸 수치를 측정해 관련 데이터를 지구로 보내온다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

최근 온라인 상에는 또 한번 하늘에 떠있는 '달'을 놓고 음모론이 고개를 들었다. 지금도 끝나지 않은 해묵은 음모론인 아폴로 11호의 달착륙 조작설이다. 특히 지난달 ‘러시아판 FBI’로 불리는 연방수사위원회 대변인 블라디미르 마킨은 미국의 달 착륙에 대한 국제적인 조사를 제안하면서 다시한번 이 음모론에 불을 붙였다. 최근 이 진실을 세상 누구보다 잘 알고있는 주인공이 트위터를 통해 다시한번 이같은 음모론에 쇄기를 박고나섰다. 바로 '비운의 우주인'이라 불리는 버즈 올드린(84)이다. 지금으로부터 46년 전인 1969년 7월 20일 아폴로 11호가 인류 최초로 달 착륙에 성공했을 때 그는 닐 암스트롱(2012년 작고)에 이어 두번째로 달에 발을 내딛었다. 올드린은 지난 20일 자신의 트위터에 "브라이언 콕스 교수는 정말 똑똑한 젊은이다. 만약 우리가 달에 착륙하지 않았다면 러시아가 지금까지 가만있지 않았을 것" 이라고 밝혔다. 콕스는 영국 맨체스터 대학 교수로 괴짜 물리학자로 유명세를 얻고있다. 올드린의 이같은 글은 역시 콕스가 트위터에 남긴 글 때문이다. 같은 날 콕스는 "다시한번 말하지만 만약 아폴로 11호의 달착륙을 믿지 않는다면 당신은 바보이거나 새로운 뇌가 필요하다"고 적었다. 한마디로 아폴로 11호 달착륙 조작설을 믿는 사람들에게 일침을 가한 것으로 일부 언론에서는 뉴호라이즌스가 촬영한 명왕성 사진도 조만간 가짜라는 음모론이 등장할 것이라고 거들었다. 한편 항상 '조연'에 머물러야 했던 그는 대외활동을 기피한 암스트롱과는 반대로 백발이 된 지금까지도 활발하게 우주 전도사로 활동 중이다. 올드린은 지난해 CNN과의 인터뷰에서 “미국의 미래는 심우주에 있다” 면서 “향후 20년 내에 화성에도 우리의 ‘존재’를 남겨야 한다”고 주장한 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

최근 온라인 상에는 또 한번 하늘에 떠있는 '달'을 놓고 음모론이 고개를 들었다. 지금도 끝나지 않은 해묵은 음모론인 아폴로 11호의 달착륙 조작설이다. 특히 지난달 ‘러시아판 FBI’로 불리는 연방수사위원회 대변인 블라디미르 마킨은 미국의 달 착륙에 대한 국제적인 조사를 제안하면서 다시한번 이 음모론에 불을 붙였다. 최근 이 진실을 세상 누구보다 잘 알고있는 주인공이 트위터를 통해 다시한번 이같은 음모론에 쇄기를 박고나섰다. 바로 '비운의 우주인'이라 불리는 버즈 올드린(84)이다. 지금으로부터 46년 전인 1969년 7월 20일 아폴로 11호가 인류 최초로 달 착륙에 성공했을 때 그는 닐 암스트롱(2012년 작고)에 이어 두번째로 달에 발을 내딛었다. 올드린은 지난 20일 자신의 트위터에 "브라이언 콕스 교수는 정말 똑똑한 젊은이다. 만약 우리가 달에 착륙하지 않았다면 러시아가 지금까지 가만있지 않았을 것" 이라고 밝혔다. 콕스는 영국 맨체스터 대학 교수로 괴짜 물리학자로 유명세를 얻고있다. 올드린의 이같은 글은 역시 콕스가 트위터에 남긴 글 때문이다. 같은 날 콕스는 "다시한번 말하지만 만약 아폴로 11호의 달착륙을 믿지 않는다면 당신은 바보이거나 새로운 뇌가 필요하다"고 적었다. 한마디로 아폴로 11호 달착륙 조작설을 믿는 사람들에게 일침을 가한 것으로 일부 언론에서는 뉴호라이즌스가 촬영한 명왕성 사진도 조만간 가짜라는 음모론이 등장할 것이라고 거들었다. 한편 항상 '조연'에 머물러야 했던 그는 대외활동을 기피한 암스트롱과는 반대로 백발이 된 지금까지도 활발하게 우주 전도사로 활동 중이다. 올드린은 지난해 CNN과의 인터뷰에서 “미국의 미래는 심우주에 있다” 면서 “향후 20년 내에 화성에도 우리의 ‘존재’를 남겨야 한다”고 주장한 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘저 하늘 끝에는 무엇이 있을까. 사람과 똑같은 생명체가 살고 있을까.’ 맑고 청명한 여름날 밤하늘을 바라보면서 누구나 한 번쯤은 우주비행사나 천문학자를 꿈꿔 본 적이 있을 것이다. 지난주는 전 세계인이 하늘을 쳐다보며 이런 꿈을 다시 생각하게 했던 시간이었다. 미국 항공우주국(NASA)의 명왕성 탐사 계획에 따른 ‘뉴허라이즌스’호의 명왕성 근접 통과 덕분이다. 태양계 경계 탐사선 뉴허라이즌스호는 2006년 1월 미국 플로리다 케이프 커내버럴 기지에서 발사돼 9년 6개월여의 항해 끝에 지난 14일 오전 7시 49분 57초(미국 동부시간 기준)에 명왕성과 1만 2500㎞ 떨어진 최근접점을 통과하고 지금은 얼음과 소행성들로 구성된 태양계의 끝자락인 ‘카이퍼 벨트’와 ‘오르트 구름대’를 탐사하기 위해 전진하고 있다. ●우주선 자세까지 때에 맞게 바꿔야 지구와 48억㎞ 이상 떨어진 명왕성을 지나쳐 지금도 계속 멀어지고 있는 뉴허라이즌스호가 지상 통제센터에서 명령을 받아 회신하기까지는 9시간 가까이 걸린다. 빛의 속도로도 4시간 30분이나 걸리는 거리에 있는 뉴허라이즌스호는 어떻게 목적지인 명왕성을 정확하게 찾아갈 수 있었을까. 차선이 그려져 있지 않은 하늘과 바다를 항해하는 비행기와 선박, 지도조차 없는 공간에서 움직이는 인공위성과 우주탐사선 등은 유도항법을 이용해 목적지를 찾아간다. 유도항법은 물체를 어느 한 지점에서 다른 지점으로 일정 시간에 도착할 수 있도록 다양한 장비와 기술로 이끄는 방법이다. 보통 항공기나 선박 같은 경우는 목적지와 항로를 알고, 현재 위치와 속도만 알 수 있다면 원하는 장소까지 유도하기가 쉽다. 그러나 우주선은 위치와 속도뿐만 아니라 자세 정보도 필요하다. 우주선이나 인공위성은 태양광을 에너지원으로 하는 경우가 많아 태양전지판이 항상 태양 쪽으로 향하고 있어야 하고, 지구와의 통신을 위해 안테나 방향이 지구를 향하도록 끊임없이 자세를 조정해야 한다. 이 때문에 우주선이 목적지까지 실수 없이 도착하기 위해서는 속도나 위치뿐만 아니라 현재 자세정보까지 정확한 데이터가 필요하다. ●우주에서 길 찾는 4가지 방법 우주선이 목적지까지 가기 위해 이용하는 길찾기 방법은 크게 네 가지다. 첫 번째는 지문(地文)항법으로 지상에서도 많이 쓰이는 길찾기 방법이다. 광학 또는 레이더 영상으로 현재 자기의 위치를 확인하면서 입력된 목적지를 찾아가는 것이다. 대륙간 탄도미사일이 정확한 타격을 위해 끊임없이 레이더와 실제 영상을 비교하면서 길을 찾는 것과 유사하다. 지구와 가까운 달을 탐사할 경우 쓸 수 있는 방법으로, 달 표면에 대해서는 비교적 상세히 알고 있기 때문에 우주선은 발사 뒤 광학계나 레이더를 이용해 정확한 도착지를 찾아낸다. 다음으로는 천문(天文)항법이 있다. 항행 중에 태양이나 달, 행성 등 천체 간 두 점 사이의 각도를 정밀하게 관측해, 관측값과 관측 시간에 따라 ‘천측계산표’를 이용해 현재 위치를 찾는 방법이다. 또 우주선이 지나가면서 촬영한 별의 패턴과 별 카탈로그에 있는 별의 패턴을 비교해 좌표를 식별해 위치를 확인하기도 한다. 세 번째는 우주선의 운동에 의해 생기는 관성을 이용하는 관성항법이다. 우주선에는 회전운동을 측정하는 자이로와 직선운동을 측정하는 가속도계로 구성된 관성항법 장치가 설치돼 있다. 우주선은 관성항법 장치로 시시각각 변하는 가속도를 측정한 뒤 내부 프로그래밍된 미적분 계산식을 통해 현재 속도와 위치, 즉 지구로부터의 거리를 알 수 있게 된다. 마지막으로는 전파항법이 있다. 전파는 속도가 일정하며, 직진하고, 장애물이 있으면 통과하는 것이 아니라 반사된다는 특성들을 이용한 것이다. 우주선에는 지향성 회전안테나가 설치돼 있는데 여기서 마이크로파를 지구로 쏘면 지상에서는 이를 수신해 현재 방위와 거리를 알아낸다. 우주선은 이 네 가지 중 하나를 선택해 쓰는 것이 아니라 두세 가지를 결합시켜 위치를 파악하며 길을 찾는다. ●행성의 인력으로 먼 우주 여행 태양계에서 화성보다 바깥쪽인 심우주를 탐사할 때는 주변 행성의 중력을 이용하는 스윙바이(swingby) 또는 플라이바이(flyby)라는 항법을 사용한다. 뉴허라이즌스호가 명왕성까지 길을 찾아간 것도 바로 이 방법을 이용해서다. 우주선이 행성의 옆쪽으로 접근하면 행성의 중력에 의해 끌려 들어가면서 속도가 빨라진다. 중력권에 끌려 들어가면 우주선은 추락하게 된다. 그렇지만 행성의 자전과 공전이라는 회전력과 가속도를 이용해 끌려 들어가기 직전에 행성의 중력권을 벗어나면 속도가 빨라진 상태로 목적지를 향해 갈 수 있게 되는 것이다. 1961년 나사의 제트추진연구소(JPL)에서 인턴으로 근무하던 대학원생 마이클 미노비치가 제안한 것이다. 우주선 궤도를 잘 설계해 목표 행성까지 가는 동안 거치는 행성들의 중력권에 접근시키면 그 행성의 인력에 따라 속도가 빨라지고, 여러 행성들을 거칠 때마다 가속도를 얻어 더 먼 거리를 여행할 수 있다는 획기적인 아이디어로 1974년 나사에서 발사한 ‘매리너 10호’에 처음 적용됐고 보이저 1, 2호도 스윙바이 항법으로 태양계를 벗어날 수 있었다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 6월은 현충일과 6·25전쟁 65주년 기념일이 있었던 호국 안보의 달이었다. 대한민국은 해방과 정부 수립 후 국가로서 걸음마를 떼기도 전에 혹독한 시련을 겪었다. 막대한 희생을 치르면서 적의 침략을 물리치고 신생 대한민국은 유지될 수 있었지만 한민족이 겪은 전대미문의 아픔은 아직도 치유 중에 있다. 대한민국은 6·25전쟁에서 국가를 구하고 1970~80년대 산업화를 일군 아버지 세대의 피와 땀을 바탕으로 10대 경제대국이 됐다. 또한 자주국방 정책으로 다양한 고성능의 현대적인 무기 체계가 국산화되고 있고 한·미 안보동맹을 통해 국가 안보의 바탕이 마련됐다. 그러나 대한민국이 처한 안보 상황은 그리 녹녹하지만은 않다. 북한은 핵무기와 장거리 미사일 같은 대량파괴 무기를 가지고 우리를 위협하고 있다. 중국은 주요2개국(G2)으로 부상하면서 아시아 전역에서 위세를 과시하고 있다. 일본은 전쟁할 수 있는 보통국가를 외치면서 중국 견제를 핑계로 군비 확장에 적극 나서고 있다. 이에 대한 우리의 대응은 무엇인가. 적극적인 우주 개발과 활용이 현실적인 방안이 될 수 있다는 것이 필자의 생각이다. 미국은 2001년에 발간된 미국 국가안보 우주 관리 및 조직 평가위원회 보고서(일명 럼즈펠드 보고서)에서 “우주 공간은 하늘, 육지, 바다와 똑같이 중요한 활동 공간이며 우주 공간은 상업적, 군사적, 그리고 정보 수집에서 매우 중요하다”고 밝히고 있다. 21세기에서는 우주 능력이 안보 능력이라는 것이다. 그러나 우리는 한반도 비핵화 정책을 준수해 핵무기를 개발하지 않고 있으며 한·미 미사일 협정에 의해 사거리 800㎞ 이상 미사일은 개발하지 않고 있다. 항공우주연구원을 중심으로 1990년대 중반부터 저궤도 아리랑 위성과 정지궤도 위성 개발에 성공했다. 2013년 나로호 발사 성공과 이를 바탕으로 국산 발사체인 한국형발사체 개발이 한창 진행 중에 있다. 2020년쯤에는 완성될 예정이다. 우주 선진국들은 적극적으로 우주탐사에 나서고 있다. 가장 가까운 천체인 달에 대한 탐사는 우주탐사의 첫 번째 관문이 되고 있다. 달에는 미래 지구에서 고갈될 귀중한 자원이 많이 매장돼 있다. 달은 지구와 우주를 관측하는 천혜의 장소다. 미국은 1960~70년대에 아폴로 계획을 통해 우주인을 보냈지만 2000년대 들어서도 4~5년에 한 번씩 탐사선을 보내고 있다. 아시아 국가들인 중국, 인도와 일본도 경쟁적으로 2007년과 2008년에 궤도선을 보냈다. 착륙선의 경우 중국은 이미 2013년에 보냈다. 일본과 인도도 2017년, 2018년에 보낼 계획이다. 아시아 주변국들에 비해 우주 기술이 너무 뒤처지면 안 되기 때문에 우리가 달 탐사를 서둘러야 하는 이유가 여기에 있다. 달 탐사를 통해 심우주통신·항법, 추진, 유도제어, 과학탑재체, 극한환경소재 기술 등 우주 기술 전반에 걸쳐 진일보를 가져올 수 있다. 탐사선이 달 궤도에 안착하기 위해서는 38만㎞를 날아가 반경 10㎞의 원안에 명중하는 정확도를 가져야 한다. 이는 서울에서 공을 던져 부산에 있는 반경 10m의 원안에 집어넣을 수 있는 정확도를 의미한다. 이 기술은 국산 유도무기 체계의 정확도를 향상시킬 수 있다. 심우주지상국의 안테나는 출력 1㎾의 엑스밴드 레이더로 탐사선 추적 외에도 적국의 위성과 우주 파편 감시에도 쓰일 수 있어 국가 우주자산 보호에도 기여할 수 있다. 또한 달 표면의 환경·자원 탐사를 위한 중성미자, 감마선, 엑스선 분광기는 북한의 핵 활동을 감시하는 센서로도 활용할 수 있다. 달 표면 탐사로버 기술은 전쟁터나 핵발전소 같은 위험 지역을 조사하는 데 쓰일 수 있고, 원자력 전지는 전방의 무인 감시장비와 적 잠수함을 감시하는 해저 소나의 전력원으로 쓰일 수 있다. 다시는 민족적 비극을 겪지 않기 위해서는 변화하는 동북아시아 안보 상황에 효과적으로 적응하는 안보체계를 구축해야 한다. 북한의 대량파괴 무기에 맞서고 주변국의 군사력 강화 움직임에 대응하는 방안 중 하나가 우리의 우주개발 능력을 향상시키는 것이다. 달 탐사는 그러한 국가적 우주기술 개발의 모멘텀을 제공할 수 있을 것이다. 이것이 국민을 안심시키고 국가를 위해 몸을 바친 호국 영령들에게 후손으로서 면목이 서는 일일 것이다.

빅뱅 직후 우주의 비밀을 간직한 '태초의 별'이 발견됐다. 지난 17일(현지시간) 유럽남방천문대(ESO)는 칠레 VLT(Very Large Telescope) 망원경으로 이론으로만 존재하던 초기 우주의 모습을 담은 은하를 발견했다고 발표했다.약 137억 년 전 빅뱅이 일어난 후 8억 년이 지나 생성된 것으로 추정되는 이 은하의 이름은 'CR7'로 유별나게 밝은 것이 특징이다. 그간 천문학자들은 빅뱅 직후 생성된 태초의 물질로 만들어진 별이 존재했을 것이라는 가설을 세워왔다. 이를 '종족 III'(Population III)라 부르는데 질소와 헬륨, 리튬으로만 만들어졌으며 이들 중 거대한 질량을 가진 별들은 초신성으로 폭발해 그 뒤를 잇는 종족 I (우리 태양이 여기에 속함), 종족 II 별들에 '재료'를 제공했다. 곧 종족 III는 우주에서 최초로 탄생한 제 1 세대 별로 정의됐지만 문제는 실제 존재한다는 관측 결과가 한번도 나오지 않은 것이다. 이는 종족 III가 200만 년 정도의 굵고 짧은 삶을 살다갔기 때문으로 이번에 ESO측이 이를 처음으로 입증했다. 연구를 이끈 데이비드 소브랄 박사는 "심우주를 관측하던 중 마치 야광처럼 빛나는 멀고 먼 은하를 우연히 발견했다" 면서 "이 은하는 빅뱅 이후 초기 우주 형성의 다리 역할을 한 것"이라고 설명했다. 이어 "이번 발견은 빅뱅 이후 태초의 우주가 어떻게 형성됐는지 그 단서를 제공해줄 수 있다" 고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

빅뱅 직후 우주의 비밀을 간직한 '태초의 별'이 발견됐다. 지난 17일(현지시간) 유럽남방천문대(ESO)는 칠레 VLT(Very Large Telescope) 망원경으로 이론으로만 존재하던 초기 우주의 모습을 담은 은하를 발견했다고 발표했다.약 137억 년 전 빅뱅이 일어난 후 8억 년이 지나 생성된 것으로 추정되는 이 은하의 이름은 'CR7'로 유별나게 밝은 것이 특징이다. 그간 천문학자들은 빅뱅 직후 생성된 태초의 물질로 만들어진 별이 존재했을 것이라는 가설을 세워왔다. 이를 '종족 III'(Population III)라 부르는데 질소와 헬륨, 리튬으로만 만들어졌으며 이들 중 거대한 질량을 가진 별들은 초신성으로 폭발해 그 뒤를 잇는 종족 I (우리 태양이 여기에 속함), 종족 II 별들에 '재료'를 제공했다. 곧 종족 III는 우주에서 최초로 탄생한 제 1 세대 별로 정의됐지만 문제는 실제 존재한다는 관측 결과가 한번도 나오지 않은 것이다. 이는 종족 III가 200만 년 정도의 굵고 짧은 삶을 살다갔기 때문으로 이번에 ESO측이 이를 처음으로 입증했다. 연구를 이끈 데이비드 소브랄 박사는 "심우주를 관측하던 중 마치 야광처럼 빛나는 멀고 먼 은하를 우연히 발견했다" 면서 "이 은하는 빅뱅 이후 초기 우주 형성의 다리 역할을 한 것"이라고 설명했다. 이어 "이번 발견은 빅뱅 이후 태초의 우주가 어떻게 형성됐는지 그 단서를 제공해줄 수 있다" 고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구 대기권에 떠서 태양풍을 바람 삼아 유유히 '항해' 하던 우주 돛단배가 결국 장렬히 '전사'했다. 최근 미국의 비영리단체 행성협회(Planetary Society)는 "지난 14일(이하 현지시간) 우주 돛단배 '라이트세일'이 성공적으로 임무를 마치고 지구 대기에서 연소됐다"고 밝혔다. 행성협회가 앞장서 우주에 띄운 라이트세일(LightSail)은 태양풍(태양으로부터 끊임없이 방출되는 플라즈마의 흐름)을 에너지 삼아 항해하는 우주 돛단배다. 전기 절연 재료인 마일라(mylar)로 제작된 라이트세일은 32㎡의 큰 돛을 달고있으며 태양풍을 사용하는 덕에 따로 연료가 필요없어 심우주 탐사에 유리하다. 이 아이디어는 40년 전 유명 천문학자 칼 세이건(1934∼1996)이 내놓았다. 우주 다큐멘터리 ‘코스모스’의 진행자로 명성을 떨친 그는 한 TV 토크쇼에 출연해 태양풍 만을 에너지 삼아 우주를 항해하는 우주선 제작 구상을 밝힌 바 있다. 라이트세일은 지난달 20일 플로리다주(州) 케이프커내버럴 공군기지에서 미 항공우주국(NASA)의 로켓 ‘아틀라스 5호’에 실려 대기권 상층부에 도달했다. 이어 8일 간 통신이 두절되는 우여곡절을 겪었으나 돛이 제대로 작동하는지, 기체가 자세를 잘 유지하는지 등의 테스트를 성공적으로 마쳤다. 행성협회 빌 나이(58) 회장은 "임무를 성공적으로 마친 라이트세일이 계획대로 하강하면서 작별을 고했다" 면서 "이번 테스트 결과를 바탕으로 내년에는 실제로 우주로 나아가는 ‘라이트세일-B’를 발사할 예정" 이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구 대기권에 떠서 태양풍을 바람 삼아 유유히 '항해' 하던 우주 돛단배가 결국 장렬히 '전사'했다. 최근 미국의 비영리단체 행성협회(Planetary Society)는 "지난 14일(이하 현지시간) 우주 돛단배 '라이트세일'이 성공적으로 임무를 마치고 지구 대기에서 연소됐다"고 밝혔다. 행성협회가 앞장서 우주에 띄운 라이트세일(LightSail)은 태양풍(태양으로부터 끊임없이 방출되는 플라즈마의 흐름)을 에너지 삼아 항해하는 우주 돛단배다. 전기 절연 재료인 마일라(mylar)로 제작된 라이트세일은 32㎡의 큰 돛을 달고있으며 태양풍을 사용하는 덕에 따로 연료가 필요없어 심우주 탐사에 유리하다. 이 아이디어는 40년 전 유명 천문학자 칼 세이건(1934∼1996)이 내놓았다. 우주 다큐멘터리 ‘코스모스’의 진행자로 명성을 떨친 그는 한 TV 토크쇼에 출연해 태양풍 만을 에너지 삼아 우주를 항해하는 우주선 제작 구상을 밝힌 바 있다. 라이트세일은 지난달 20일 플로리다주(州) 케이프커내버럴 공군기지에서 미 항공우주국(NASA)의 로켓 ‘아틀라스 5호’에 실려 대기권 상층부에 도달했다. 이어 8일 간 통신이 두절되는 우여곡절을 겪었으나 돛이 제대로 작동하는지, 기체가 자세를 잘 유지하는지 등의 테스트를 성공적으로 마쳤다. 행성협회 빌 나이(58) 회장은 "임무를 성공적으로 마친 라이트세일이 계획대로 하강하면서 작별을 고했다" 면서 "이번 테스트 결과를 바탕으로 내년에는 실제로 우주로 나아가는 ‘라이트세일-B’를 발사할 예정" 이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

유럽우주국(ESA)의 로제타 혜성 탐사선이 태양에 가까워짐에 따라 탐사 로봇 필레(Philae)가 다시 깨어날지 모른다는 희망을 가지고 지난 10일 수신기를 다시 켰다. 필레 착륙선은 지난해 11월 지구로부터 3억 5000만km 떨어진 심우주에서 67P 혜성에 착륙하는 데 성공했지만, 몇 차례 튀어오르다가 절벽 아래 응달에 처박히는 바람에 태양광 배터리가 사흘 만에 방전되고 말았다. 그러나 ESA의 과학자들은 혜성이 태양에 가까워짐에 따라 필레의 배터리가 재충전될지도 모른다는 희망의 끈을 놓지 않고 있었다. 세탁기 크기만한 필레가 만약 혜성의 연착륙에 성공했다면 장착된 작살을 발사하여 혜성에 몸체를 단단히 고정시킬 수 있었을 것이지만, 그 시도는 실패로 돌아가고 말았다. 그러나 필레는 방전되어 동면에 들어가지 전까지 부여된 임무의 90%는 그러저럭 완수할 수 있어 ESA 과학자들에게 그나마 위안을 안겨주었다. 어제 아침 과학자들은 혜성이 태양에 가까워진만큼 필레의 배터리가 재충전되었을지도 모른다는 희망 속에 로제타의 수신기를 다시 켜고 점검에 들어갔다. 5월 17일까지 필레는 하루에 1시간 20분씩 햇빛을 쬐게 된다. "현재 필레는 너무나 차갑게 냉각된 상태일 것이기 때문에 배터리 충전이 어려울 것이다. 하지만 짧은 시간이기는 하지만 하루에 두 차례 햇빛을 받고 있기 때문에 재충전되어 신호를 보내올 것으로 본다"고 스테판 울라멕 필레 매니저가 밝혔다. ESA는 5월 중으로 필라이와 접촉할 수 있는 좋은 기회를 잡기 위해 준비 중에 있다. 6월에는 상황이 더욱 호전되고 태양에 가까이 갈수록 필레는 기운을 차릴 것으로 기대고 있다. 8월 13일이 혜성이 태양에 가장 근접하는 때이며, 그 후로는 방향을 틀어 다시 심우주로 향해 날아간다. 그때까지도 필레가 깨어나지 못한다면 다시는 깨어날 기회가 없을 것이다. 현재 필레가 있는 위치는 깊이가 약 30~50m쯤 되는 혜성의 깊은 얼음 골짜기이다. 그러나 로제타의 카메라는 아직까지 필레를 발견하지 못하고 있어 필레가 바로 서 있는지조차 파악이 안되고 있다. 필레가 작동하려면 적어도 '체온'이 영하 45도C는 되어야 한다. 그러나 복잡한 과학 기기들을 제대로 작동하여 지구에 데이터를 송신하려면 그보다 훨씬 더 따뜻해야 한다. 울라멕 필레 매니저는 "배터리가 충전되려면 높은 온도가 필요하다. 필레가 깨어나기를 기다리며 우리는 최선의 준비를 다할 것"이라고 말했다. 필레와 접촉하려는 시도는 지난 3월과 4월에도 있었지만 다 실패로 돌아가고 말았다. 이번엔 과연 필레와의 접촉에 성공할 수 있을 것인지 지구인들의 관심이 모아지고 있다. ​ 이광식 통신원 joand999@naver.com　

유럽우주국(ESA)은 소행성 탐사를 위해 비행 중인 일본의 하야부사 2호를 지원할 태세에 들어갔다고 발표했다. 지난해 12월 완벽한 발사에 성공한 후 6년에 걸친 대장정에 나선 하야부사 2호는 소행성 물질을 채취한 후 귀환한다는 대담한 과학적 목표에 도전하고 있는 중이다. 하야부사 2호는 4년간 52억㎞를 비행해, 2018년 6~7월쯤 직경 약 900m 정도인 이 소행성에 도착, 약 1년 반 동안 체류하면서 3개의 소형 착륙 드론과 함께 독일과 프랑스의 우주기구가 합작 개발한 마스콧 착륙선을 내려보낼 예정이다. 마스콧 착륙선은 뜀뛰기 기능이 있어 소행성의 여러 곳을 탐사할 수 있다. 하야부사 2호는 지름 10여㎝의 작은 충돌장치를 초속 2㎞의 속도로 소행성에 쏘는 방법으로 분화구를 만들어 그 안에서 물질을 채취한 후, 캡슐에 담아 지구로 보내고, 본체는 에너지가 소진될 때까지 우주 탐사를 계속한다.​ 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 세계 처음으로 지구에 가져온 초대 탐사기 하야부사의 문제점을 보완, 동력원인 ‘이온 엔진’ 추진력을 25% 높이고 통신 안테나 등도 개량한 하야부사 2호는 개발에 2년 반이 걸렸으며, 발사비를 포함한 총개발비로 약 290억 엔(한화 약 2700억 원)이 투입되었다. 일본의 소행성 미션에 대한 ESA의 첫번째 지원으로, 아르헨티나의 말라르구에에 있는 ESA의 지름 35m 전파 망원경이 400시간에 걸쳐 태양으로부터 1억 3500만km에서 2억 천만km 사이의 소행성 궤도를 라디오파로 추적할 예정이다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 관제실의 원격조정 데이터는 독일에 있는 ESO 센터를 경유해 말라르구에 전파망원경으로 보내진다. 이처럼 복잡한 기술과 ESA 전파망원경의 위치는 일본 관제실이 커버할 수 없는 시기에 하야부사 2호로 하여금 중요한 과학적 데이터를 송출할 수 있게 해주는 것이다. 과거에도 ESO 센터는 오이세쓰 호와 아스트로-F 호를 포함해 일본의 지구-우주 미션에 협력한 적이 있다. 마르테 아르사 ESO 센터의 하야부사 서비스 매니저에 따르면 일본의 심우주 미션에 협력하는 것은 이번이 처음으로, 지난달 지상의 전파망원경과 하야부사 2호를 연결하는 실시간 운항 호환성 작업을 끝마쳐 소행성 추적 데이터를 제공할 수 있는 만반의 준비를 갖추었다. 이로써 일본은 하야부사-2 미션을 성공적으로 완수할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다. JAXA는 “시료를 바탕으로 지구가 태어난 과정은 물론, 지구가 생명이 살아갈 수 있는 행성이 된 과정 등을 규명하는 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

유럽우주국(ESA)은 소행성 탐사를 위해 비행 중인 일본의 하야부사 2호를 지원할 태세에 들어갔다고 발표했다. 지난해 12월 완벽한 발사에 성공한 후 6년에 걸친 대장정에 나선 하야부사 2호는 소행성 물질을 채취한 후 귀환한다는 대담한 과학적 목표에 도전하고 있는 중이다. 하야부사 2호는 4년간 52억㎞를 비행해, 2018년 6~7월쯤 직경 약 900m 정도인 이 소행성에 도착, 약 1년 반 동안 체류하면서 3개의 소형 착륙 드론과 함께 독일과 프랑스의 우주기구가 합작 개발한 마스콧 착륙선을 내려보낼 예정이다. 마스콧 착륙선은 뜀뛰기 기능이 있어 소행성의 여러 곳을 탐사할 수 있다. 하야부사 2호는 지름 10여㎝의 작은 충돌장치를 초속 2㎞의 속도로 소행성에 쏘는 방법으로 분화구를 만들어 그 안에서 물질을 채취한 후, 캡슐에 담아 지구로 보내고, 본체는 에너지가 소진될 때까지 우주 탐사를 계속한다.​ 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 세계 처음으로 지구에 가져온 초대 탐사기 하야부사의 문제점을 보완, 동력원인 ‘이온 엔진’ 추진력을 25% 높이고 통신 안테나 등도 개량한 하야부사 2호는 개발에 2년 반이 걸렸으며, 발사비를 포함한 총개발비로 약 290억 엔(한화 약 2700억 원)이 투입되었다. 일본의 소행성 미션에 대한 ESA의 첫번째 지원으로, 아르헨티나의 말라르구에에 있는 ESA의 지름 35m 전파 망원경이 400시간에 걸쳐 태양으로부터 1억 3500만km에서 2억 천만km 사이의 소행성 궤도를 라디오파로 추적할 예정이다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 관제실의 원격조정 데이터는 독일에 있는 ESO 센터를 경유해 말라르구에 전파망원경으로 보내진다. 이처럼 복잡한 기술과 ESA 전파망원경의 위치는 일본 관제실이 커버할 수 없는 시기에 하야부사 2호로 하여금 중요한 과학적 데이터를 송출할 수 있게 해주는 것이다. 과거에도 ESO 센터는 오이세쓰 호와 아스트로-F 호를 포함해 일본의 지구-우주 미션에 협력한 적이 있다. 마르테 아르사 ESO 센터의 하야부사 서비스 매니저에 따르면 일본의 심우주 미션에 협력하는 것은 이번이 처음으로, 지난달 지상의 전파망원경과 하야부사 2호를 연결하는 실시간 운항 호환성 작업을 끝마쳐 소행성 추적 데이터를 제공할 수 있는 만반의 준비를 갖추었다. 이로써 일본은 하야부사-2 미션을 성공적으로 완수할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다. JAXA는 “시료를 바탕으로 지구가 태어난 과정은 물론, 지구가 생명이 살아갈 수 있는 행성이 된 과정 등을 규명하는 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

-천문학자들의 줄자 '우주 거리 사다리' (3) '천문학 역사상 가장 중요한 한 문장' 연주시차가 0.01초이면 326광년이고, 0.1초면 32.6광년, 1초면 3.26광년이 된다. 이처럼 광년의 단위도 별까지 거리가 멀어지면 숫자가 매우 커지므로 연주시차가 1초일 때 1파섹(pc)으로 정했다. 시차(parallax)와 초(second)의 두 낱말의 머릿글자를 따서 만든 말이다. 별의 절대등급은 10pc, 곧 32.6광년의 거리에 위치한다고 가정하여 정한 별의 밝기이다. 그러나 이 연주시차로 천체의 거리를 구하는 것은 한계가 있다. 대부분 별은 매우 멀리 있어 연주시차가 아주 작기 때문이다. 지구 대기의 산란 효과 등으로 인한 오차 때문에 미세한 연주시차는 계산할 수 없으므로, 100pc 이상 멀리 떨어진 별에 적용하기는 어렵다. 따라서 더 먼 별에는 다른 방법을 쓰지 않으면 안 된다. 그렇다면 대체 어떤 방법을 쓸 수 있을까? 사실 시차만 하더라도 일종의 '상식'을 관측으로 찾아낸 것이라 할 수 있다. 그러나 더 먼 우주의 거리를 재는 잣대는 이런 상식에서 나온 것이 아니라 우주 속에서 발견한 것이었다. 그리고 그 발견에는 당시 천문학계의 기층민이었던 '여성 컴퓨터'의 땀과 희생이 서려 있었다. 이 놀라운 우주의 잣대를 발견한 주역은 한 청각장애인 여성 천문학자였다. 그러나 청력과 그녀의 지능은 아무런 관련도 없었다. 1868년 미국 매사추세츠 주 랭커스터에서 태어난 헨리에타 스완 리빗은 1892년 대학을 졸업한 후 하버드 대학 천문대에서 일하게 되었다. 업무는 주로 천체를 찍은 사진 건판을 비교·분석하고 검토하는 일이었다. 시간당 0.3불이라는 저임으로, 이런 직종을 당시 '컴퓨터'라고 불렀다. 그러나 단조롭기 한량없는 그 작업이 그녀의 영혼을 구원해주었을지도 모른다. 페루의 하버드 천문대 부속 관측소에서 찍은 사진 자료를 분석하여 변광성을 찾는 작업을 하던 리빗은 소마젤란은하에서 100개가 넘는 세페이드 형 변광성을 발견했다. 이 별들은 적색거성으로 발전하고 있는 늙은 별로서, 주기적으로 광도의 변화를 보이는 특성이 있다. 이 별들이 지구에서 볼 때 거의 같은 거리에 있다는 점에 주목한 그녀는 변광성들을 정리하던 중 놀라운 사실 하나를 발견했다. 한 쌍의 변광성에서 변광성의 주기와 겉보기 등급 사이에 상관관계가 있다는 점을 감지한 것이다. 곧, 별이 밝을수록 주기가 길어진다는 점이다. 리빗은 이 사실을 공책에다 "변광성 중 밝은 별이 더 긴 주기를 가진다는 사실에 주목할 필요가 있다"고 짤막하게 기록해 두었다. 이 한 문장은 후에 천문학 역사상 가장 중요한 문장으로 꼽히게 되었다. ​리빗은 수백 개에 이르는 세페이드 변광성의 광도를 측정했고 여기서 독특한 주기-광도 관계를 발견했다. 3일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 800배이다. 30일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 1만 배이다. 1908년, 리빗은 세페이드 변광성의 ‘주기-광도 관계’ 연구 결과를 <하버드 대학교 천문대 천문학연감>에 발표했다. 리빗은 지구에서부터 마젤란 성운 속의 세페이드 변광성들 각각까지의 거리가 모두 대략적으로 같다고 보고, 변광성의 고유 밝기는 그 겉보기 밝기와 마젤란 성운까지의 거리에서 유도될 수 있으며, 변광성들의 주기는 실제 빛의 방출과 명백한 관계가 있다는 결론을 이끌어냈다. 리빗이 발견한 이러한 관계가 보편적으로 성립한다면, 같은 주기를 가진 다른 영역의 세페이드 변광성에 대해서도 적용이 가능하며, 이로써 그 변광성의 절대등급을 알 수 있게 된다. 이는 곧 그 별까지의 거리를 알 수 있게 된다는 뜻이다. 이것은 우주의 크기를 잴 수 있는 잣대를 확보한 것으로, 한 과학 저술가가 말했듯이 '천문학을 송두리째 바꿔버릴 대발견'이었다. 리빗이 발견한 세페이드형 변광성의 주기-광도 관계는 천문학사상 최초의 '표준 촛불'이 되었으며, 이로써 인류는 연주시차가 닿지 못하는 심우주 은하들까지의 거리를 알 수 있게 되었다. 또한 천문학자들은 표준 촛불이라는 우주의 자를 갖게 됨으로써, 시차를 재던 각도기는 더 이상 필요치 않게 되었다. 리빗이 밝힌 표준 촛불은 그녀가 암으로 세상을 떠난 2년 뒤에 위력을 발휘했다. 1923년 윌슨산 천문대의 에드윈 허블(1889~1953)이 표준 촛불을 이용해, 그때까지 우리은하 내부에 있는 것으로 알려졌던 안드로메다 성운이 외부 은하임을 밝혀냈던 것이다. 이로써 우리은하는 우주의 중심에서 끌어내려지고, 우리은하가 우주의 전부인 줄 알고 있었던 인류는 은하 뒤에 또 무수한 은하들이 줄지어 있는 대우주에 직면하게 되었다. ​밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리 은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 인류에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 작은 웅덩이로 축소되어버리고, 지구상에 살아 있는 모든 것들에게 빛을 주는 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 모래 한 알갱이에 지나지 않은 것이 되었다. 허블은 표준 촛불을 발견한 리빗에 대해 그의 저서에서 “헨리에타 리빗이 우주의 크기를 결정할 수 있는 열쇠를 만들어냈다면, 나는 그 열쇠를 자물쇠에 쑤셔넣고 뒤이어 그 열쇠가 돌아가게끔 하는 관측사실을 제공했다”라며 그녀의 업적을 기렸다. 이처럼 허블 본인은 리비트의 업적을 인정하며 리빗은 노벨상을 받을 자격이 있다고 자주 말하곤 했다. 그러나 스웨덴 한림원이 노벨상을 주려고 그녀를 찾았을 때는 이미 세상을 떠난지 3년이 지난 후였다. 하지만 불우한 여성 천문학자 헨리에타 레빗의 이름은 천문학사에서 찬연히 빛나고 있을 뿐만 아니라, 소행성 5383 리빗과 월면 크레이터 리빗으로 저 우주 속에서도 빛나고 있다. 우주 팽창을 가르쳐준 '적색편이' 우주 거리 사다리에서 변광성 다음의 단은 적색편이다. 이것은 별빛 스펙트럼을 분석해서 그 별 까지의 거리를 알아내는 방법으로, 이른바 도플러 효과라는 원리를 바탕으로 하고 있다. 도플러 효과를 설명할 때 주로 소방차 사일렌 소리가 예로 제시된다. 소방차가 관측자에게 다가올 때 소리가 높아지다가, 멀어져가면 급속이 소리가 낮아진다는 것을 알 수 있다. 이것은 파원이 관측자에게 다가올 때 파장의 진폭이 압축되어 짧아지다가, 반대로 멀어질 때는 파장이 늘어남으로써 나타나는 현상이다. 이것을 바로 도플러 효과로, 1842년에 이 원리를 처음으로 발견한 오스트리아의 과학자 크리스티안 도플러의 이름을 딴 것이다. 도플러 효과는 모든 파동에 적용되는 원리이다. 빛도 파동의 일종인만큼 도플러 효과를 탐지할 수 있다. 도플러가 제시한 이 원리를 이용한 장비가 실생활에서도 여러 방면에 쓰이고 있는데, 만약 당신에게 어느 날 느닷없이 속력 위반 딱지가 날아왔다면, 그것은 바로 도플러 원리를 장착한 스피드건이 찍어서 보낸 것이다. 현재 천문학에서 천체들의 속도를 측정하는 데 이 도플러 효과가 널리 사용되고 있다. 우주 팽창으로 인해 후퇴하는 천체가 내는 빛의 파장이 늘어나게 되는데, 일반적으로 가시광선 영역에서 파장이 길수록 (진동수가 작을수록) 붉게 보인다. 따라서 후퇴하는 천체가 내는 빛의 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 치우치게 되는데, 이를 적색편이라고 한다. 이 적색편이의 값을 알면 천체의 후퇴 속도를 측정할 수 있다. 적색편이가 천문학에 거대한 변혁을 몰고온 것은 미국의 천문학자 베스토 슬라이퍼에서 시작되었다. 그는 1912년 당시 '나선성운'이라고 불리던 은하들이 상당히 큰 적색편이 값을 보인다는 것을 발견했다. 슬라이퍼는 이 논문에서 온 하늘에 고루 분포하는 나선은하들의 속도를 측정했는데, 그중 3개를 제외하고는 모든 은하가 우리은하로부터 초속 수백, 수천km의 속도로 멀어지고 있는 것을 발견했다. 그 뒤를 이어 1924년 초 에드윈 허블은 은하들의 적색편이(속도)와 은하들까지의 거리가 비례한다는 허블의 법칙을 발견했다. 1929년에는 더욱 놀라운 사실이 밝혀졌다. 에드윈 허블이 우주가 팽창하고 있다는 관측결과를 발표했던 것이다. 이는 인류의 우주관에 혁명을 일어킨 대사건이었다. 따지고 보면, 이 같은 우주 팽창이라든가 빅뱅 이론 같은 것도 리빗의 표준 촛불이 있음으로써 가능했던 것이었다. 리빗이 변광성의 밝기와 주기 사이의 관계를 알아냄으로써 빅뱅의 첫단추를 꿰었다고 할 수 있다. 이러한 발견들은 우주가 정적이지 않고 팽창하고 있다는 가설을 관측으로 뒷받침하는 것으로, 우주의 팽창과 빅뱅 이론의 문을 활짝 열어젖힌 가장 중요한 근거로 받아들여지고 있다. 우주 거리 사다리의 마지막 단은 '초신성' 우주에서 가장 먼 거리를 재는 우주 줄자는 초신성이다. 초신성이란 진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다가 서서히 낮아지는 별을 가리키는데, 마치 새로운 별이 생겼다가 사라지는 것처럼 보이기 때문에 이런 이름이 붙었다. 하지만 사실은 늙은 별의 임종인 셈이다. 우리나라에서는 잠시 머물렀다 사라진다는 의미로 객성(客星, 손님별)이라고 불렀다. 그러면 어떤 별이 초신성이 되는가? 몇 가지 유형이 있는데, 먼저 태양 질량의 9배 이상인 무거운 별이 마지막 순간에 중력 붕괴를 일으켜 폭발하는 것이 있다. 다음으로는, 쌍을 이루는 백색왜성에서 물질을 끌어와 그 한계질량이 태양 질량의 1.4배를 넘는 순간 폭발하는 유형이 있는데, 이것이 바로 거리 측정에 사용되는 1a형 초신성이다. 이는 같은 한계질량에서 폭발하여 같은 밝기를 보이므로, 그 광도를 측정하면 그 별까지의 거리를 알아낼 수가 있기 때문이다. 따라서 1a형 초신성은 자신이 속해 있는 은하까지의 거리를 측정할 수 있게 해주는 중요한 지표가 된다. 또한 초신성이 폭발할 때의 광도는 1000억 개의 별이 내는 광도와 맞먹을 정도이므로 우주 어느 곳에서 터지더라도 관측할 수 있다. 1929년 허블이 적색편이를 이용해 우주의 팽창을 처음으로 알아낸 이후, 우주의 팽창속도가 어떻게 변화하고 있는지가 중요한 관심사가 된 가운데, 1a형 초신성은 먼 은하까지의 거리를 측정하고 우주의 팽창속도를 알아낼 수 있는 최적의 도구가 되었다. 1990년대에 들어 과학자들은 멀리 있는 1a형 초신성 수십 개의 거리와 후퇴속도를 분석한 결과, 초신성들이 우주가 일정한 속도로 팽창하는 경우에 비해 밝기가 더 어둡다는 사실이 밝혀졌다. 이것은 이 초신성들이 예상보다 멀리 있다는 것을 말하며, 그것은 곧 우주의 팽창속도가 점점 빨라지고 있음을 뜻한다. 말하자면 우주는 가속팽창되고 있다는 것이다. 이 획기적인 사실을 발견한 두 팀의 천문학자들은 뒤에 노벨 물리학상을 받았다. 이전까지는 우주에 있는 물질들의 인력 때문에 우주의 팽창속도가 일정하게 유지되거나 줄어들 것으로 생각되었다. 그런데 실제 관측 결과는 이와 정반대로 나타난 셈인데, 우주의 이같은 가속팽창에는 분명 어떤 힘이 계속 작용하고 있음을 뜻한다. 지금으로써는 이 힘의 정체가 무엇인지 알 길이 없지만, 과학자들은 이 정체불명의 힘에 ‘암흑 에너지’라는 이름을 붙였다. 이 암흑 에너지는 우주가 팽창하면 팽창할수록 점점 더 커진다. 그러므로 우리 우주는 앞으로 영원히 가속 팽창할 운명이다. 이런 놀라운 우주의 비밀을 밝혀준 것이 바로 우주의 가장 긴 줄자인 초신성이다. 우주의 가속팽창 그 끝에는 무엇이 기다리고 있을지는 신만이 알 것이다. 표준 촛불 1a형 초신성 폭발 동영상( https://youtu.be/C24PicfBXIo ) 이광식 통신원 joand999@naver.com

태양계의 운수납자(雲水衲子)…지구는 '별'이 아니다? ​ 지구와 금성을 흔히 초록별이니 샛별이니 하는데, 과연 행성도 별일까? ​ 관례적으로 ​그렇게 말하지만, 엄격히 말하자면 행성은 별이 아니다. 보통 태양처럼 천체 내부의 에너지 복사로 스스로 빛을 내는 천체, 곧 항성을 별이라고 한다. 따라서 항성의 빛을 반사시켜 빛을 내는 행성이나 위성, 혜성 등은 별이라고 할 수 없다. 태양계에서 빛을 내는 천체는 태양이 유일하다.​ 예로부터 인류와 가장 가까운 천체는 해와 달을 비롯, 수성, 금성, 화성, 목성, 토성이었다. 옛사람들은 밤하늘이 통째로 바뀌더라도 별들 사이의 상대적인 거리는 변하지 않는다는 사실을 알았다. 그래서 별은 영원을 상징하는 존재로 인류에게 각인되었다. 하지만 위의 다섯 개 행성은 일정한 자리를 지키지 못하고 별들 사이를 유랑하는 것을 보고, 떠돌이란 뜻의 그리스 어인 플라나타이(planetai), 곧 떠돌이별이라고 불렀다. ​ 플라톤 시대 이후부터 서구인들은 이들 행성은 지구에서 가까운 쪽부터 달, 수성, 금성, 태양, 화성, 목성, 토성이 차례로 늘어서 있다고 생각했다. 물론 동양에서도 이 다섯 행성은 쉽게 관측되었으므로 오래 전부터 잘 알려져 있었다. 드넓은 밤하늘에서 수많은 별들 사이를 움직여 다니는 다섯 별을 본 고대 동양인은 이 별들에게 음양오행설에 따라 '화(불), 수(물), 목(나무), 금(쇠), 토(흙)'이라는 특성을 각각 부여했고, 결국 이들은 별을 뜻하는 한자 별 성(星)자가 뒤에 붙여져 화성, 수성, 목성, 금성, 토성이라는 이름을 얻게 된 것이다. 단, 지구만은 예외인데, 그 이유는 고대 사람들이 지구가 행성이라는 사실을 몰랐기 때문이다. 망원경이 발명된 이후에 발견된 천왕성, 해왕성, 명왕성은 일본을 거쳐 우리나라로 들어왔다. 서양에 대해 가장 먼저 문호를 개방한 일본은 서양 천문학을 받아들이면서 이 세 행성의 이름을 자국어로 옮길 때, 우라누스가 하늘의 신이므로 천왕(天王), 포세이돈이 바다의 신이므로 해왕(海王), 플루토가 명계(冥界)의 신이므로 명왕(冥王)이라는 한자 이름을 만들어 붙였고, 한국에서는 이를 그대로 받아들여 오늘날까지 사용하게 된 것이다. -요일 이름에는 '천동설'이 숨어 있다 우리가 쓰는 요일 이름이 해와 달을 포함하여 다섯 행성들의 이름으로 지어진 것은 천동설의 후유증이라 할 수 있다. 요일 이름이 지어질 당시에는 천동설이 대세를 이루어 태양과 달도 지구 둘레를 도는 행성이라고 믿었기 때문이다. 오늘날 우리가 애용하는 일, 월, 화, 수,목, 금, 토는 그렇게 해서 만들어진 것이다. 지구가 행성으로 낙착된 것은 17세기 초 망원경이 발명되면서, 수천 년 동안 인류의 머리를 옥죄어온 천동설의 굴레가 벗겨지고 지동설이 확립된 이후의 일이다. 태양계의 개념이 인류에게 자리잡은 것도 이때부터였다. 그러니까 태양계라는 말의 역사가 겨우 400년밖에 되지 않았다는 얘기다. 토성까지 울타리 쳐진 이 아담한 태양계가 우주의 전부인 줄 알고 인류가 나름 평온하게 살았던 시간은 200년이 채 안된다. 인류의 이 평온한 꿈을 일거에 깨뜨린 사람은 탈영병 출신의 한 음악가였다. 유럽에서 터진 7년전쟁에 종군하다가 영국으로 도망친 독일 출신의 윌리엄 허셜이 오르간 연주로 밥벌이하는 틈틈이 자작 망원경으로 밤하늘을 열심히 쳐다보다가 그만 횡재를 하게 됐는데, 그게 바로 1781년의 천왕성 발견이다. 그 행성은 토성 궤도의 거의 2배나 되는 아득한 변두리를 천천히 돌고 있었다. 그전까지 사람들은 토성 바깥으로 행성이 더 있으리라고는 상상조차 하지 못했다. 어쨌든 한 천체의 발견으로 신분이 혁명적으로 바뀐 예는 허셜 외에는 없을 것이다. 한 무명 아마추어 천문가에 지나지 않던 허셜은 천왕성 발견 하나로 문자 그대로 팔자를 고쳤다. 하루아침에 유명인사가 되었을 뿐 아니라, 왕립협회 회원으로 가입하고, 영국왕 조지 3세의 부름으로 궁정에서 왕을 알현하고는 연봉 200파운드의 왕실 천문관에 임명되었던 것이다. 이로써 허셜은 음악가라는 직업을 벗어던지고 명실공히 프로 천문학자로서의 길에 들어서게 되었다. 천문학상의 발견으로 이처럼 신분의 수직상승을 이룬 예는 전무후무한 일이었다. 어쨌든, 천왕성의 발견이 당시 사회에 던진 충격파는 신대륙 발견 이상으로 엄청나게 컸다. 인류가 수천 년 동안 믿어온 아담하던 태양계의 크기가 갑자기 2배로 확장되는 바람에 세상 사람들은 잠시 어리둥절할 수밖에 없었다. 하지만 이것은 시작에 불과했다. 그로부터 반세가 남짓 만인 1846년에 영국의 애덤스와 프랑스의 르베리에에 의해 해왕성이 발견되었고, 다시 1930년에 미국의 C. 톰보에 의해 명왕성이 발견되어 태양계의 9번째 행성이 되었다. ​ 가난한 고학생 출신의 톰보를 일약 천문학 교수로 만들어준 이 명왕성의 영광은 그러나 한 세기를 넘기지 못했다. 2006년 국제천문연맹이 행성의 정의를 새로이 함으로써 명왕성이 행성 반열에서 퇴출되어 '왜소행성 134340'으로 강등되었던 것이다. 태양계 행성은 모두 여덟 개로, 물리적 특성에 따라 지구형 행성과 목성형 행성으로 분류되는데, 전자는 암석형 행성으로, 수성, 금성, 지구, 화성이고, 후자는 가스형 행성으로, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이다. 또한 지구를 기준으로 궤도가 안쪽이면 내행성, 바깥쪽이면 외행성이라 부르기도 한다. -행성은 절대로 '혹성'이 아니다 마지막으로서 하나 짚어둘 것은, 이 '행성'을 아직까지 '혹성(惑星)'이라고 하는 책(특히 일본 책 번역한 전문사전류들)이나 사람들이 꽤 있는데, 이건 절대 써서는 안 되는 용어로, 순 일본말이다. 영화 ‘혹성탈출’도 당연히 잘못된 제목이다. 일본 것 보고 그대로 베껴서 그렇다. 혹성의 ‘혹(惑)자는 ‘혹시’라는 뜻인데, ‘혹시 별?’ 이런 엉거주춤한 용어다. 행성을 영어로는 플래닛(planet)이라 하는데, ‘떠돌이’라는 뜻을 가진 그리스어 ‘플라네타이(planetai)에서 온 것이다. 그러니 우리말인 떠돌이별, ‘행성(行星)’이란 말이 더 아름답고 맞는 말이다. ​ 태양에서 가장 가까운 행성인 수성은 초속 60km로 88일 만에 태양을 한 바퀴 돌지만, 가장 멀리 있는 해왕성은 초속 5km로 165년을 달려야 태양을 한 바퀴 돌 수 있다. 2011년으로 해왕성이 발견된 지 딱 1주기을 맞았다. 지금 해왕성이 심우주의 머나먼 궤도를 한 바퀴 돌아와 70억 인구가 사는 지구를 내려다보고 있겠지만, 그 전에 보았던 얼굴은 하나도 찾을 수 없으리라. 캄캄한 우주공간을 쉼없이 달리며 태양을 도는 이들 지구의 형제, 행성들을 생각하면 마치 운수납자(雲水衲子)와 같다는 느낌이 들기도 한다. 구름 가듯 물 흐르듯 떠돌아다니면서 수행하는 스님을 일컫는 아름다운 말이다. 지구와 같은 궤도평면을 떠나지 않고 46억 년 동안이나 변함없이 지구와 길동무 해서 같이 가고 있는 저 화성이나 천왕성 같은 행성이 바로 태양계의 운수납자가 아닐까? 이광식 통신원 joand999@naver.com　

지구를 향해 날아오는 소행성을 파괴해 지구를 구하는 SF 영화 속 '주인공'이 현실로 등장할 모양이다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 힘을 합쳐 지구를 위협하는 소행성을 파괴해 인류를 구하는 AIDA(Asteroid Impact & Deflection Assessment) 계획을 밝혀 관심을 끌고있다. 마치 '지구 방위대'의 실제 주인공이 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 비현실적인 소설이 아니다. 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 2000년 부터 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. 　　 이번에 두 우주기구가 발표한 계획은 구체적이다. 테스트 대상에 오른 소행성은 지름 170m의 디디문(Didymoon). 오는 2022년 지구에서 1100만 km 까지 접근할 예정인 디디문은 그 거리 때문에 인류에 피해를 줄 가능성은 없지만 테스트에 최적이라는 것이 두 우주기구의 설명. 먼저 시작은 ESA가 먼저한다. ESA 측은 오는 2020년 탐사선 AIM(Asteroid Impact Mission)을 디디문으로 발사해 1년 동안 이 소행성의 지도 작성, 표면 조사 등 충돌에 필요한 모든 데이터를 수집한다. 이후 임무는 NASA가 맡는다. 이듬해 NASA는 우주선 DART(Double Asteroid Redirection Test)를 발사해 시속 2만 km 속도로 날아가 디디문의 궤도를 수정할 만한 최적의 지점과 충돌한다. 만약 테스트가 성공적으로 끝나면 향후 이 방식으로 지구를 위협할 소행성을 사전에 막아낼 수 있을 것이라는 것이 양대 우주기구의 설명이다. ESA 측은 "이번 공동 프로젝트는 소행성으로부터 지구를 지킬 가장 효과적인 행성 방위 계획의 일부가 될 것" 이라면서 "향후 심우주 탐사를 위한 기술 개발에도 큰 도움을 줄 수 있을 것" 이라고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구를 향해 날아오는 소행성을 파괴해 지구를 구하는 SF 영화 속 '주인공'이 현실로 등장할 모양이다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 힘을 합쳐 지구를 위협하는 소행성을 파괴해 인류를 구하는 AIDA(Asteroid Impact & Deflection Assessment) 계획을 밝혀 관심을 끌고있다. 마치 '지구 방위대'의 실제 주인공이 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 비현실적인 소설이 아니다. 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 2000년 부터 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. 　　 이번에 두 우주기구가 발표한 계획은 구체적이다. 테스트 대상에 오른 소행성은 지름 170m의 디디문(Didymoon). 오는 2022년 지구에서 1100만 km 까지 접근할 예정인 디디문은 그 거리 때문에 인류에 피해를 줄 가능성은 없지만 테스트에 최적이라는 것이 두 우주기구의 설명. 먼저 시작은 ESA가 먼저한다. ESA 측은 오는 2020년 탐사선 AIM(Asteroid Impact Mission)을 디디문으로 발사해 1년 동안 이 소행성의 지도 작성, 표면 조사 등 충돌에 필요한 모든 데이터를 수집한다. 이후 임무는 NASA가 맡는다. 이듬해 NASA는 우주선 DART(Double Asteroid Redirection Test)를 발사해 시속 2만 km 속도로 날아가 디디문의 궤도를 수정할 만한 최적의 지점과 충돌한다. 만약 테스트가 성공적으로 끝나면 향후 이 방식으로 지구를 위협할 소행성을 사전에 막아낼 수 있을 것이라는 것이 양대 우주기구의 설명이다. ESA 측은 "이번 공동 프로젝트는 소행성으로부터 지구를 지킬 가장 효과적인 행성 방위 계획의 일부가 될 것" 이라면서 "향후 심우주 탐사를 위한 기술 개발에도 큰 도움을 줄 수 있을 것" 이라고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr