미국 우주개발업체 스페이스X가 사람이나 화물을 실어 나를 수 있는 ‘드래곤’ 캡슐의 내부 모습을 최초로 공개했다. 높이 6m, 지름 3.7m의 드래곤 캡슐의 동시 수용 가능 인원은 7명이며, 차세대 우주관광산업에서 필수 교통수단으로 업계의 주목을 한 몸에 받고 있다. 드래곤 캡슐의 역사는 2012년으로 거슬러 올라간다. 이 우주선은 국제우주정거장(ISS)에 처음으로 화물을 실어다 나른 최초의 상업우주선으로 관심을 모았다. 이후 드래곤 우주선은 화물이 아닌 사람을 우주까지 ‘배달’할 수 있는 교통수단으로서 기대를 받았으며, 이를 개발한 스페이스X는 오는 2017년 사람을 태운 첫 비행을 예고한 바 있다. 이번에 공개된 자료들은 화물이 아닌 사람이 탈 수 있는 내부 공간들을 세세하게 담고 있다. 블랙과 화이트, 그리고 메탈 컬러 위주의 드래곤 내부는 SF영화에 등장하는 가상의 우주선 내부와 놀랄 만큼 흡사하며, 탑승자 안전을 고려한 장비들이 즐비해 있다. 스페이스X 측은 “탑승자들이 가능하면 우주선 탑승을 즐길 수 있는 쪽으로 설계했다. 4개의 창이 있어서 탑승석에 앉은 채로 달과 지구, 광활한 우주를 볼 수 있다. 좌석은 고성능 탄소섬유와 유럽섬유환경인증을 받은 프리미엄 친환경 소재인 알칸타라가 사용됐다”고 설명했다. 이밖에도 실시간으로 우주선의 상태를 확인할 수 있는 최첨단 디스플레이도 장착됐으며, 탑승자와 실내 체온, 음향, 마이크 센서 등이 곳곳에 부착돼 있어 정보를 수집하는데 용이하다. 드래곤 우주선은 현재 우주비행사들을 ISS로 실어나를 때 사용되는 러시아 소유즈 우주선을 대체할 차세대 우주선으로 주목받으면서 특히 미국항공우주국(NASA)의 관심을 기대를 모았다. 예산 문제로 우주선 개발에 차질을 빚은 미국은 러시아에 막대한 비용을 지불하고 소유즈 우주선을 ‘빌려’ 타고 있는 실정이다. 드래곤 우주선은 업계뿐만 아니라 일반인들에게도 꿈의 우주선이다. 스페이스X는 상업적인 우주여행 개발에 막대한 투자를 지속해왔다. 그 결과 세계에서 가장 먼저 민간인을 태운 우주선이 되는 역사적인 주인공이 될 확률이 높아졌다. 스페이스X 측은 발사와 관련한 추가적인 실험을 마친 뒤 오는 2017년에 ISS를 향한 첫 번째 비행을 할 예정이라고 밝혔다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

언젠가 날아오를 우주관광 우주선에 몸을 실은 관광객들은 푸르게 빛나는 지구를 바라보면서 위스키의 풍미에 취하고 싶을 것이다. 그러나 현재 우주인들이 음식물 섭취에 사용하는 비닐 주머니에 든 과일주스를 빨대로 빨아 마시는 것으로는 성에 차지 않는다. 사실, 국제우주정거장(ISS)에서 생활하는 우주인들의 공통된 불만 중 하나가 무중력 상태 때문에 지구에서처럼 할 수 있는 게 하나도 없다는 것. 위스키 제조업체 밸런타인이 최근 우주물리학 기술을 이용, 우주인과 우주관광객들이 우주의 무중력 상태에서도 지구에서처럼 위스키를 즐길 수 있는 '우주 유리잔(Space Glass)'(실제로는 유리잔처럼 생긴 속이 빈 구체)을 개발해 소개했다. 스테인리스 재질로 만든 볼록렌즈처럼 봉곳한 모양의 우주 유리잔 바닥은 밑으로 주입된 위스키를 잡아두는 장소다. 바닥에 나선형으로 깔린 관은 유리잔 벽면을 타고 올라가는 관과 연결돼 위스키를 위로 올린다. 여기엔 모세관 현상이 작용한다. 잔 가장자리 모세관 끝엔 마우스피스 같은 부리가 달려 있어 여기에 입을 대고 잔을 기울여 위스키를 마시는 분위기를 낼 수 있게 된다. 금도금이 된 부리는 입술이 닿을 때 차가운 느낌과 위스키가 입속에 들어가는 순간의 풍미를 느낄 수 있도록 하기 위한 장치다. 잔 밑바닥엔 특히 10kg짜리 자석이 붙어 있다. 이는 바닥의 밸브를 통해 위스키를 잔에 주입하는 맞춤형 위스키병 주둥이와 도킹하는 것을 돕는 기능을 하는 한편 금속재 카운터나 벽에 잔을 '내려'놓을 수 있도록 한다. 밸런타인의 의뢰를 받아 우주 유리잔을 개발, 제작한 '오픈스페이스에이전시'의 창설자 제임스 파는 우주 유리잔을 3D 프린터로 제작했다. 이미 ISS에도 3D 프린터가 설치돼 있어, 장차 우주에서 직접 우주 유리잔을 만들어 사용할 수 있도록 하기위한 것이다. 밸런타인 측은 또 우주에선 미각이 약해지는 점을 감안해 위스키의 풍미를 더 강하게 만든 우주 위스키도 개발했다. 지난달 일본 위스키 제조업체인 산토리는 ISS에 숙성기간이 각기 다른 위스키 표본 6개를 올려 보내 거기서 1년 이상 보관했다가 다시 지구로 가져와 우주공간과 지상에서의 숙성 차이를 연구하는 실험을 시작하기도 했다. 뉴욕타임스는 9일 우주 유리잔을 소개하면서 "현재는 우주에서 어떤 술이든 음주 기회가 제한돼 있다"며 미국항공우주국(NASA)이 1968년 달 궤도를 도는 동안 크리스마스를 맞게 될 아폴로 8호 우주인들을 위해 브랜디를 우주선에 실었으나 당시 선장인 프랭크 보먼이 금주령을 내리는 바람에 우주 음주는 이뤄지지 않았다고 설명했다. 연합

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

우주의 시공간 구조는 그 속에서 움직이는 물체에 따라 쉼 없이 뒤틀리거나 휘어진다. 이러한 시공간의 뒤틀림으로 발생한 요동이 파도처럼 광속으로 전달되어, 움직이는 물체 또는 계(界)로부터 바깥쪽으로 이동하는 파문(ripples)을 중력파라 한다. 주로 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 이 중력파는 일찍이 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 그 존재를 예측했지만, 아직 중력파를 검출하는 데 성공한 예는 없다. 그러나 간접적으로 그 존재가 알려졌는데, 1974년 조셉 테일러와 러셀 헐스는 펄서의 쌍성계인 PSR B1913+16을 발견하고 그 자전주기와 펄스 방출주기를 정밀하게 측정한 결과, 그 궤도주기가 점차 짧아지고 있음을 밝혀냈다. 이 현상은 중력파를 통해 에너지가 밖으로 방출되었다고 볼 때, 일반상대성 이론이 예측한 값과 오차범위 내에서 일치했다. 두 사람은 "중력 연구의 새로울 가능성을 여는 신형 쌍성 펄서의 발견" 업적으로 노벨 물리학상(1993년)을 받았다. 이처럼 천체물리학의 최대 화두가 되는 이 중력파 검출에 본격적으로 뛰어들 준비가 갖추고 있는 관측소가 있다. 미국의 루이지애나에 설치된 레이저간섭중력파관측소(LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 업그레이드를 완료해 크게 향상된 감도로 중력파 검출에 나설 채비를 하고 있는 중이다. 연말께부터 관측을 시작하려고 하는 LIGO팀은 20년간의 노력 끝에 알베르트 아인슈타인이 약 한 세기 전에 예측한 파동을 어렴풋이 볼 수 있게 되기를 기대하고 있다. 어쨌든 천문학자들은 최상의 해상도를 확보할 방법으로 이 중력파를 검출하기를 열망하고 있다. 하지만 그들이 원하는 방법대로 하려면, 두 개의 인공위성을 우주로 띄워야 한다. 그리고 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 각각 위치시킨 다음 그사이 시공간의 중력파를 검출을 시도하는 것이다. 이처럼 극단적으로 먼 거리를 잡는 것은 시공간의 뒤틀림이 극히 작아 중력파를 검출하기 위해 최대한 공간을 확보하기 위한 것이다. 다행히 중력파 검출을 열망하는 천문학자들에게 큰 지원군이 나타났는데, 유럽우주기구(ESA)에서 중력파 관측 탐사선을 쏘아 올릴 예정이라는 소식이다. 아직 망원경의 디자인이 결정된 것은 아니지만, LISA 패스파인더(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder)와 NGO(New Gravitational wave Observatory)가 검토단계에 있는데, 둘 중 하나가 조만간 결정되면 2034년 우주로 올려보내질 예정이다. 그러나 LISA 패스파인더는 사실 중력파 사냥에 전적으로 투입되지는 않고, 약 20년에 걸쳐 보다 광범한 임무를 수행할 예정이다. "정말 내가 원하는 것은 중력파 천체물리학에 집중하는 것이다"라고 이 두 프로젝트에 관여하는 T 맥나마라가 '디스커버리' 지와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 1994년 21살의 나이로 LISA에서 과학자로서의 경력을 시작했다. 2034년 LISA 패스파인더가 우주로 떠나면 그도 은퇴할 나이에 이르게 된다. LISA 패스파인더는 어떤 우주선보다 정적이고 안정된 상태를 유지할 것이다. 패스파인더가 머물게 될 궤도는 지구에서 태양 쪽으로 150만km 떨어진 우주공간으로, 라그랑주 1 지점(L1)이라고 일컬어지는 곳이다. 여기에서 지구와 태양의 중력이 균형을 이루어 패스파인더는 안정된 자세를 유지할 수가 있다. LISA 패스파인더가 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 사진=ESA(아인슈타인이 예측한 중력파를 검출하기 위해 우주로 발사될 예정인 LISA 패스파인더 상상도) 이광식 통신원 joand999@naver.com

‘골드바흐의 추측’을 수학적으로 증명한다고 해서 도움 되는 건 별로 없다. 이 추측을 증명하지 못해서 비행기가 추락하는 것도 아니고 우주선이 궤도 밖으로 벗어나는 것도 아니다. 또 이 추측이 증명된다고 하여 엄청난 수학적 발전이 있는 것도 아니다. 하지만 수학자들은 이런 난제 하나를 풀기 위해 평생을 바친다. 왜 그럴까. 그 답을 프랑스의 변호사이자 수학자인 피에르 드 페르마(1601~1665)가 남긴 정리, 이른바 ‘페르마의 대정리’(‘페르마의 마지막 정리’라고 부르기도 함)의 300년이 넘는 증명 과정에서 엿볼 수 있다. 페르마가 증명 없이 남긴 여러 정리 가운데 대부분은 그의 사후 증명됐지만 마지막까지 대정리는 해결되지 않았다. 수학자들이 대정리 때문에 얼마나 골머리를 썩였는지 문제를 푸는 사람에게 거액의 상금이 걸렸고, 증명에 도전했다가 자살했거나 미쳐 버린 사람들도 있었다. 심지어 페르마를 비난하는 수학자가 나오기도 했다. 이렇게 대정리가 영원한 수수께끼로 남을 즈음인 1997년 마침내 영국의 수학자 앤드루 와일스가 증명에 성공했다. 10세 때 ‘대정리를 풀어야겠다’고 결심했던 와일스는 44세에 문고판 서적 1권 분량으로 페르마가 남긴 수수께끼를 증명해 냈다. 와일스가 증명할 수 있었던 것은 그의 꾸준한 노력과 천재성 덕분이기도 했지만 페르마 이후 수학에서 많은 발전이 있었기 때문이었다. ‘지구는 둥글다’, ‘지구는 태양 주위를 돌고 있다’는 등의 지금의 상식 역시 등장 당시에는 실생활에 별 도움 될 것 없는 소모적인 논쟁에 불과했다. 하지만 이를 증명하고 논쟁하고 사실로 인정하는 과정에서 인간의 지성은 발전을 거듭해 왔다. 그리고 그 바탕 위에서 인류는 달을 밟았고 뉴허라이즌스호는 명왕성까지 날아갈 수 있었다. 수학자 및 과학자들은 “난제를 풀고자 하는 인간의 이성적 욕구는 후대의 발전에 바탕이 될 뿐 아니라 그 자체로 완벽한 아름다움을 추구하는 것”이라고 주장한다. 골드바흐의 추측과 유사하게 아직 증명되지 않은 대표적인 수학 난제로는 ▲3n+1 문제 ▲쌍둥이 소수 ▲메르센 수 ▲제곱수 사이의 소수 ▲홀수 완전수 ▲푸앵카레의 추측 등이 있다. 장형우 기자 zangzak@seoul.co.kr

태양을 배경으로 국제우주정거장(ISS)이 지나가는 모습d이다. 6일(현지시간) 미국 버지니아 주 프런트로얄의 셰난도어 국립공원에서 연속 촬영한 사진이다. 태양에 마치 알파벳 ‘X’자가 찍힌 것처럼 보인다. 국제우주정거장에는 현재 미국 우주인 2명, 러시아 우주인 4명, 일본·덴마크·카자흐스탄 우주인 1명씩이 탑승해 있다. ⓒ AFPBBNews=News1/온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

-아인슈타인이 예측한 중력파는 과연 존재하는가? 우주의 시공간 구조는 그 속에서 움직이는 물체에 따라 쉼 없이 뒤틀리거나 휘어진다. 이러한 시공간의 뒤틀림으로 발생한 요동이 파도처럼 광속으로 전달되어, 움직이는 물체 또는 계(界)로부터 바깥쪽으로 이동하는 파문(ripples)을 중력파라 한다. 주로 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 이 중력파는 일찍이 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 그 존재를 예측했지만, 아직 중력파를 검출하는 데 성공한 예는 없다. 그러나 간접적으로 그 존재가 알려졌는데, 1974년 조셉 테일러와 러셀 헐스는 펄서의 쌍성계인 PSR B1913+16을 발견하고 그 자전주기와 펄스 방출주기를 정밀하게 측정한 결과, 그 궤도주기가 점차 짧아지고 있음을 밝혀냈다. 이 현상은 중력파를 통해 에너지가 밖으로 방출되었다고 볼 때, 일반상대성 이론이 예측한 값과 오차범위 내에서 일치했다. 두 사람은 "중력 연구의 새로울 가능성을 여는 신형 쌍성 펄서의 발견" 업적으로 노벨 물리학상(1993년)을 받았다. 이처럼 천체물리학의 최대 화두가 되는 이 중력파 검출에 본격적으로 뛰어들 준비가 갖추고 있는 관측소가 있다. 미국의 루이지애나에 설치된 레이저간섭중력파관측소(LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 업그레이드를 완료해 크게 향상된 감도로 중력파 검출에 나설 채비를 하고 있는 중이다. 연말께부터 관측을 시작하려고 하는 LIGO팀은 20년간의 노력 끝에 알베르트 아인슈타인이 약 한 세기 전에 예측한 파동을 어렴풋이 볼 수 있게 되기를 기대하고 있다. 어쨌든 천문학자들은 최상의 해상도를 확보할 방법으로 이 중력파를 검출하기를 열망하고 있다. 하지만 그들이 원하는 방법대로 하려면, 두 개의 인공위성을 우주로 띄워야 한다. 그리고 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 각각 위치시킨 다음 그사이 시공간의 중력파를 검출을 시도하는 것이다. 이처럼 극단적으로 먼 거리를 잡는 것은 시공간의 뒤틀림이 극히 작아 중력파를 검출하기 위해 최대한 공간을 확보하기 위한 것이다. 다행히 중력파 검출을 열망하는 천문학자들에게 큰 지원군이 나타났는데, 유럽우주기구(ESA)에서 중력파 관측 탐사선을 쏘아 올릴 예정이라는 소식이다. ​아직 망원경의 디자인이 결정된 것은 아니지만, LISA 패스파인더(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder)와 NGO(New Gravitational wave Observatory)가 검토단계에 있는데, 둘 중 하나가 조만간 결정되면 2034년 우주로 올려보내질 예정이다. 그러나 LISA 패스파인더는 사실 중력파 사냥에 전적으로 투입되지는 않고, 약 20년에 걸쳐 보다 광범한 임무를 수행할 예정이다. "정말 내가 원하는 것은 중력파 천체물리학에 집중하는 것이다"라고 이 두 프로젝트에 관여하는 T 맥나마라가 '디스커버리' 지와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 1994년 21살의 나이로 LISA에서 과학자로서의 경력을 시작했다. 2034년 LISA 패스파인더가 우주로 떠나면 그도 은퇴할 나이에 이르게 된다. LISA 패스파인더는 어떤 우주선보다 정적이고 안정된 상태를 유지할 것이다. 패스파인더가 머물게 될 궤도는 지구에서 태양 쪽으로 150만km 떨어진 우주공간으로, 라그랑주 1 지점(L1)이라고 일컬어지는 곳이다. 여기에서 지구와 태양의 중력이 균형을 이루어 패스파인더는 안정된 자세를 유지할 수가 있다. LISA 패스파인더가 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 사진=ESA(아인슈타인이 예측한 중력파를 검출하기 위해 우주로 발사될 예정인 LISA 패스파인더 상상도) 이광식 통신원 joand999@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

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

물질은 아니지만 자기장을 거의 순간적으로 이동시킬 수 있는 ‘웜홀’을 만들어냈다고 스페인의 물리학자들이 밝혔다. 미국 과학전문매체 사이언스데일리에 따르면, 스페인 바르셀로나 자치대(UAB) 연구진이 실험실에서 자기장이 통과할 수 있는 인공 웜홀을 만들어 실험에 성공했다. 웜홀이라고 하면 ‘스타트렉’이나 ‘인터스텔라’와 같은 공상과학(SF) 영화에서 우주선을 수억 광년이나 떨어진 먼 곳으로 순식간에 이동시키는 것을 우선 떠오른다. 하지만 이번에 연구진이 입증한 것은 이런 물질이 아닌 ‘자기장’이다. 웜홀은 시공간의 떨어진 두 점을 연결하는 가상의 통로다. 지금까지 전자파에 관한 웜홀 즉 입체 공간의 두 점을 연결하는 투명한 터널에 전자파를 전파시키기 위한 이론적 설계는 제시돼 있었지만 실현되지 않았다. 따라서 이번에 연구진은 이런 이론적 설계로부터 영감을 얻어 자기장에만 적용되는 웜홀을 만들었다. 웜홀 제작에 쓰인 소재는 자성을 갖는 메타 물질이다. 이는 자연계에 존재하지 않는 것으로 단위 소자가 전자파의 파장보다 작은 간격으로 배치되도록 만든 인공 물질이다. 이런 소재로 만든 웜홀은 총 3층으로 이뤄져 있다. 바깥과 중간에는 구형 금속 껍질이 들어가며 안쪽에는 원형 금속 막대로 구성된다. 연구진은 웜홀 한쪽에 자성체를 가까이 뒀을 때 반대쪽에서 자기장이 발생하는 것을 확인했다. 예전에는 자기장이 전혀 감지되지 않았기에 놀라운 결과였다. 하지만 발견은 여기에 그치지 않았다. 자연계에 존재하지 않는 ‘자기 홀극’(N극과 S극이 공존하는 일반적 자기와 달리 N극 또는 S극만 지닌 자기 입자)과 같은 역할을 하는 것을 확인했다. 이 발견은 중간에 장애물이 있어도 다른 극에서 나오는 자기장이 전혀 영향을 받지 않는다는 것. 이런 아이디어에서 착안해 자기공명영상장치(MRI)의 해상도를 높이는 등 자기장이 관계하는 의료기술에 응용할 수 있을 것으로 연구진은 기대하고 있다. 한편 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호(8월 20일자)에 게재됐다. 사진=사이언티픽 리포츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중국 열병식에서 시진핑이 탄 차 '홍치'(紅旗)가 화제다. 중국이 3일 수도 베이징에서 ‘중국인민의 항일전쟁 승리 및 세계 반(反)파시스트 전쟁 승리 70주년’ 기념식과 사상 최대 규모 열병식을 개최했다. 시진핑 주석은 연설을 마친 뒤 중국 자동차인 ‘훙치’를 타고 사열했다. 홍치는 중국제일자동차그룹의 브랜드로 중국 국기인 오성기를 연상시킨다. 과거 마오쩌둥이 애용한 전용차로도 유명하다. 브랜드명의 한자 로고도 마오의 친필로 알려졌다. 후진타오 전 주석도 지난 2009년 신중국 건국 60주년 기념 군사퍼레이드에서 홍치를 이용하기도 했다. 시진핑 주석이 탑승한 L5 차량은 지난해 4월 2014 베이징모터쇼에서 처음 공개된 L5 모델이다. 가격은 약 14억원으로 우주선 유리 제작 기술을 적용했으며 방탄 기능 등이 포함되어 있다. 일반적 L5는 클래식한 느낌이 물씬 풍기는 겉모습과 최고급 나무 장식 및 가죽을 사용해 붉게 꾸민 실내가 인상적이다. 길이 5555mm로 너비는 2018mm, 높이는 1578mm, 휠베이스는 3435mm이다. 차체 중량은 3150kg를 육박한다. 6.0리터 V12 엔진을 장착하고 최고출력은 408마력, 최대토크는 55.9kg.m로 6단 자동변속기가 탑재돼 있다. 최고속도는 시속 200km를 자랑한다. 한편 열병식에는 시진핑을 비롯해 박근혜 대통령, 블라디미르 푸틴 러시아 대통령, 반기문 유엔 사무총장, 북한의 최룡해 노동당 비서 등 정상급 외빈 50여명과 각국 외교사절 등이 대거 참석했다. 역대 최대규모의 이번 열병식에는 군 병력 1만 2000여명과 500여대의 무기 장비, 200여대의 군용기가 총동원됐다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

지난달 25일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 홈페이지에 국제우주정거장(ISS)에서 촬영된 재미있는 사진 한장이 게재됐다. 미국의 우주비행사 첼 렌드그린이 막 배달된 신선한 과일을 비닐백에 담으면서 함박웃음을 짓고 있는 모습이다. KBS '개그콘서트' 속 코너인 '우주라이크'에서 처럼 음식이 멀리 사라지는 불상사는 생기지 않았으나 극미중력 상태인 ISS 내부에서 둥둥 떠다니는 과일 모습은 웃음을 자아낸다. ISS 우주비행사들이 과일을 먹는 '호사'를 누릴 수 있었던 것은 그 전날 도킹에 성공한 일본의 우주화물선 코우노토리 5호(HTV-5)에 이 '특식'이 실려있었기 때문이다. 특히 이들 우주인들은 지난달 중순에는 사상 처음으로 ISS 내에서 직접 재배한 상추도 먹은 바 있다. 이렇듯 우주비행사들의 '식탁'이 점점 '신선'해지는 이유는 있다. 우주에서의 과일 재배는 아직 전이지만 유인 화성탐사와 달의 인류 기지 건설 등 장기적인 우주여행이 현실화되는 상황에서 자체적인 동식물 재배가 필수적인 상황이 됐기 때문이다. 이를 위해 NASA측은 ‘Veg-01’이라는 프로젝트를 시작해 우주선 안에서 안전한 야채를 공급할 ‘텃밭’을 개발해 왔다. 우주에서의 식사는 인류 우주탐사 역사와 똑같다. 1961년 러시아의 우주비행사였던 유리 가가린은 고기를 으깨어 물을 넣고 걸쭉하게 만든 퓌레(Puree)를 치약 튜브처럼 생긴 용기에 넣고 빨아먹었다. 이후 우주비행사의 개인 식성에 맞춘 다양한 음식들이 개발됐는데 최근에는 완전히 조리된 음식의 부분 또는 전체를 진공상태 혹은 냉동상태로 포장해 ISS 내에서 만들어 먹기도 한다. 지난 2월 미국 우주인 테리 버츠는 우주에서 직접 만든 치즈버거를 공개한 바 있다. 버츠는 진공 포장된 소고기 패티와 머스타드 소스, 토마토, 치즈 등 다양한 재료로 그럴듯한 치즈버거를 만들어 먹었다. 또한 에그타르트부터 액체상태의 콜라도 포장돼 ISS로 배달되며 추수감사절 등 특별한 날에는 우주비행사들도 지구에서와 마찬가지로 특식을 먹기도 한다. 우주비행사들은 이렇게 먹고 소화한 소변을 모아뒀다가 재활용해 물로 마신다. ISS에는 긴급사태에 대비해 2000ℓ 분량의 물이 예비용으로 있지만 보통 소변을 정화해 식수로 마시는데 재미있는 사실은 러시아 우주인들은 땀과 입김, 쓰고 남은 물만 정수해 먹고 소변은 안마신다는 점이다. 이에 몇몇 서구언론은 '미국 우주인은 러시아인의 소변을 마신다' 는 웃기는 제목을 달기도 했다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

카자흐스탄 바이코누르 우주센터에서 2일 오전 발사된 러시아의 소유스 우주선이 국제우주정거장(ISS)을 향해 힘차게 날아가고 있다. 바이코누르 우주센터는 1961년 첫 우주인 유리 가가린을 태운 우주선을 쏘아 올린 이후 500번째 발사를 기록했다. 작은 사진 위쪽부터 우주선에 탑승한 덴마크 최초의 우주인 안드레아스 모겐센, 카자흐스탄의 아이딘 아임베토프, 러시아의 세르게이 볼코프. 바이코누르 EPA 연합뉴스

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

2일(현지시간) 카자흐스탄 바이코누르 우주센터에서 발사된 러시아 소유스(Russia’s Soyuz TMA-18M) 우주선이 국제우주정거장(the International Space Station, ISS)을 향해 힘차게 날아가고 있다. 바이코누르 우주센터는 1961년 첫 우주인 유리 가가린을 태운 우주선을 쏘아 올린 이후 500번째 발사 기록을 세웠다. 우주선에는 덴마크 출신의 첫 우주인 안드레이사스 모겐센, 카자흐스탄의 아이딘 아임베토프, 러시아의 세르게이 볼코프 등이 탑승했다. ⓒ AFPBBNews=News1/온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

화성 표면 사진에서 미스터리한 사물을 발견했다고 늘 주장하는 전 세계 ‘음모론자’들에게 NASA가 침묵을 깨고 일침을 가해 화제가 되고 있다.　그동안 UFO 마니아, 화성 음모론자 등은 화성탐사로봇 큐리오시티가 보내오는 관측 사진들에서 관, 이구아나, 골프공, 우주선, 피라미드, 거대 거미 등 화성에 존재할 수 없는 미스터리한 형체를 발견했다고 수차례 주장해왔다. 이러한 음모론들에 그동안 별다른 말을 않던 NASA가 드디어 입을 연 것은 최근 이와 같은 주장 제기가 사그러들기는커녕 점점 더 잦아지고 있기 때문이다. 실제로 지난달에만 화성에서 괴물체를 발견했다는 주장이 두 차례 제시됐다. UFO 전문가 스콧 C 워닝은 지난주에 “화성 표면에서 우주선의 잔해로 보이는 검은 형체를 발견했다”는 글을 자신의 홈페이지에 게재했다. 또한 지난달 초에는 ‘화성 표면으로의 여행’(Journey to the Surface of the Mars)이라는 이름의 단체 역시 화성사진에서 영화 에일리언에 등장한 외계인 ‘페이스허거’를 닮은 존재를 발견했다고 주장하기도 했다. 특히 ‘화성 표면으로의 여행’은 “그들은 화성에 대한 진실을 알려주지 않을 것이다”라는 슬로건을 내걸고 있다. 이는 대부분의 UFO 마니아와 음모론자들이 가진 태도이기도 하다. 화성에 문명이나 생명이 존재하며 NASA가 이를 의도적으로 숨기고 있다는 것이다. 이에 대해 큐리오시티 로버 프로젝트에 참여하고 있는 어쉬윈 버사버다는 CNN과의 인터뷰를 통해 “실제로 화성에서 그런 것이 발견된다면 우리보다 기뻐할 사람이 어디 있겠는가?”라며 ‘은폐 의혹’을 일축했다. 그는 “사람들이 내세우는 주장을 실질적으로 뒷받침할 만큼 확실한 근거가 발견된 적은 아직 한 번도 없다”고 말했다. 그는 사람들이 화성 표면에서 각종 사물을 닮은 물체를 찾아내는 것은 불규칙한 자극 속에서 익숙한 패턴을 찾으려는 심리 현상인 ‘파레이돌리아’(Pareidolia, 변상증) 때문인 것으로 보인다고 말했다. NASA 전문가들은 이 현상이 인파 속에서 친구의 얼굴을 찾는 등의 활동에는 도움이 되지만 아무것도 없는 환경 속에서 익숙한 물건을 찾았다고 착각하게 만드는 원인이기도 하다고 전했다. 사진=ⓒNASA 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

“한 인간에게는 작은 발자국이지만 인류에게는 위대한 도약이다.” 1969년 7월 16일 닐 암스트롱과 버즈 올드린, 마이클 콜린스를 태운 아폴로 11호는 미국 플로리다 케이프커내버럴 케네디 우주센터에서 발사됐다. 7월 20일 선장 암스트롱은 인류 최초로 달 표면에 발자국을 남기며 이 유명한 말을 했다. 이후 1972년 12월 11일 아폴로 17호의 달 착륙을 마지막으로 달에 발을 디딘 사람은 더이상 없다. 대중의 관심은 줄어들고 유인 우주선 발사에 드는 비용은 천문학적이라는 이유로 외면했던 달 탐사에 대해 최근 미국과 러시아, 중국, 일본 등 우주 선진국들이 다시 관심을 갖고 있다. 최소 1900억원의 예산이 투입돼야 하는 달 탐사에 주요국이 다시 주목하는 이유는 뭘까. 한국항공우주연구원 조광래 원장은 “달 탐사 준비 과정에서 첨단 기술들이 대거 개발되는데 이 가운데 민간부문으로 확산(스핀오프)되는 것들이 상당하다”며 “달에는 미래 자원으로 불리는 희토류 같은 것들도 많은 것으로 알려져 있는 만큼 미래 세대에게 경제적 효과를 물려준다는 차원에서 투자가치가 높다”고 설명했다. ●미래 자원·우주의 기원 ‘두 토끼 잡기’ 현재 달에 궤도선을 쏘아 올린 국가는 미국과 러시아, 유럽, 일본, 중국, 인도뿐이다. 미국과 러시아를 제외하고 지금까지 달 착륙선을 보낸 나라는 2013년 ‘창어 3호’를 쏜 중국뿐이다. 심(深)우주 탐사와 함께 달 탐사는 우주 프로젝트를 계획하고 있는 나라들의 핵심목표 중 하나다. 많은 나라들이 달 탐사를 시도하는 이유는 과학소설에서 등장하는 것처럼 거주 목적이 아닌 달의 자원분포 파악과 우주의 기원에 대한 호기심 때문이다. 달 탐사 계획에서 가장 앞선 나라는 미국이다. 미국은 1972년 아폴로 프로젝트가 끝난 지 반세기 만인 오는 2020년까지 다시 달에 사람을 보내고, 2025년에는 달 표면에 유인기지를 건설하겠다는 계획을 세우고 있다. 중국도 2020년에 유인 우주실험실을 만들고, 2025년에 유인 달 탐사선 발사를 준비하고 있다. 일본도 2018년에 달 착륙선 ‘셀레네 2호’를 발사하고 2025년에 달에 사람을 보내겠다는 계획을 세우고 있다. 러시아와 유럽, 인도 등도 달 탐사 계획을 준비하고 있는 것으로 알려져 있다. 우리나라 역시 2018년 12월 달 궤도 위성 발사를 시작으로 2020년 달 착륙선 발사를 계획하고 있다. 현실성 있는 달 탐사 프로젝트를 진행하고 있다는 평가를 받고 있는 우리나라는 2018년 1단계 계획만 성공하더라도 달 탐사에 성공한 세계 7번째 나라로 이름을 올릴 수 있게 된다. ●‘우주인터넷’ 등 한국형 융합연구 성과 기대 한국항공우주연구원과 15개 정부출연연구기관은 지난 1년 동안 수행한 달 탐사 기초연구 성과를 공개하는 ‘한국형 달탐사 융합연구 및 우주핵심 기초연구 성과발표회’를 지난 20일 열었다. 이 자리에서는 달 탐사선 융합기술, 탑재체 기반연구, 지상국 및 로버(달탐사선) 등 달 탐사에 필요한 핵심기술들이 공개됐다. 우리나라는 2018년까지 미국항공우주국(NASA)의 도움으로 달에 시험용 궤도선을 보낼 계획이다. 2020년에는 우리 손으로 만든 한국형 발사체(KSLV2)에 달 궤도선과 달 착륙선을 실어 보내는 방안을 추진 중이다. 2018년 발사될 시험용 달 궤도선은 무게 550㎏으로 1년 동안 달의 100㎞ 상공을 돌며 우주인터넷과 달 탐사용 관측장비를 시험한다. 우주인터넷은 지구와 달 궤도선, 착륙선, 탐사용 로버 사이의 원활한 통신을 위한 필수 기술이다. 이를 위해 지름 26~34m 크기의 심우주네트워크(DSN) 안테나가 2018년 국내에 설치된다. 또 우주인터넷을 실험하기 위해 안드로이드 스마트폰을 탑재체로 하는 ‘미니 위성’(폰샛) 계획도 진행 중이다. 폰샛은 NASA에서도 시도해보지 않은 기술이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 이병선 위성시스템연구실장은 “안드로이드 스마트폰에는 고성능 프로세서가 들어가 있어 웬만한 과학위성 기능을 충분히 수행할 수 있을 정도”라며 “폰샛은 달 궤도에서 지상사진을 찍고 우주인터넷 품질을 실험하는 임무를 맡게 된다”고 설명했다. ●원자력 전지·탐사선 보호 소재기술도 개발 폰샛뿐만 아니라 극한의 우주환경에서 탐사선과 착륙선에 원자력으로 전력을 공급하는 기술도 국내 최초로 개발되고 있다. 한국원자력연구원과 한국전기연구원, 현대자동차는 영하 180도 이하 환경에서 2주간 햇빛을 받지 못해도 전기를 안정적으로 공급할 수 있는 원자력 전지를 개발 중이다. 방사성 물질인 ‘스트론튬90’과 ‘이트륨90’에서 발생하는 붕괴열을 전기로 바꾸는 원자력 전지는 달 궤도선과 착륙선, 로버의 전원 공급에 활용된다. 전북대와 서울대 연구진은 달 탐사선이 발사 과정에서 폭발하거나 달 귀환선이 대기권을 들어오는 과정에서 타버릴 경우 원자력 전지 폭발을 막기 위한 보호소재를 개발 중이다. 우주선이 대기권으로 재진입할 때 외부 온도가 수천 도까지 올라가기 때문에 이 상황에서도 버틸 수 있는 소재를 찾는 것이다. 최기혁 항우연 달탐사연구단장은 “달 탐사를 위해 개발되는 소재와 에너지 기술은 대부분 해외에서 이전을 꺼리는 전략기술이기 때문에 향후 우주개발과 국방안보는 물론 무인기나 전기차 등 산업 분야에도 파급효과가 클 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

러시아 연방우주청(로스코스모스)가 10년 가까이 개발해 온 새 우주선의 모습을 공개해 눈길을 사로잡고 있다. 아직 정식 명칭이 공개되지 않은 이 우주선은 미국항공우주국(이하 NASA)의 유인 화성탐사선인 ‘오리온’과 매우 유사한 형태를 띠고 있다. ‘종’ 형태의 이 우주선은 아래로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔형이며 전면에 러시아 국가가 부착돼 있다. 이를 디자인한 업체는 러시아 연방우주청과 밀접한 관계를 맺어 온 RSC Energia사다. 이 업체는 앞으로 수 개월간 테스트를 진행한 뒤 2021년 첫 비행에 나설 예정이라고 밝혔다. 올해 초, 러시아는 2030년 달에 유인우주선을 보낼 계획을 발표한 바 있다. 러시아가 우주계획에 있어서 데드라인을 설정한 것은 이번이 처음이며, 이는 미국에 뺏긴 ‘우주강국’ 자존심을 되찾겠다는 의지로 해석된다. 러시아 연방우주청 관계자는 “2024년까지 NASA와 함께 우주정거장(ISS)에서의 미션을 함께 수행할 것”이라고 밝힌 바 있다. 사실 미국과 러시아는 ‘우주’를 사이에 두고 그간 잦은 잡음을 빚어왔다. 미국의 경우 지난 2011년 30년간 운영해왔던 우주왕복선 프로그램을 중단했다. 예산 절감 때문이었다. 이에 NASA는 러시아의 소유즈 로켓에 의존해 우주비행사들을 ISS로 보내왔다. 최근 미국은 러시아의 우주선에 자국 우주비행사들을 태우는 대가로 러시아에 4억9000만 달러의 운송계약을 했다. 이는 러시아가 소유즈 로켓 한 자리 당 가격을 8200만 달러 수준으로 책정한 것으로, 대안이 없는 미국 입장에서는 울며 겨자 먹기로 받아들일 수밖에 없는 상황이다. 미국과 NASA의 ‘위기’는 여기서 그치지 않는다. 지난 6월 블라드미르 마르킨 러시아 정부 조사 위원회 대변인은 NASA가 인류 최초로 달 착륙 장면을 담은 비디오 원본을 지운 것에 대해 철저한 진상조사를 요구했다. 강력한 라이벌(미국)이 이룩한 인류의 가장 위대한 업적(달 착륙)에 흠집을 내려는 의도가 강하다는 것이 전문가들의 평이다. 다만 우주산업에 있어서 최고의 기술력을 보유한 두 나라인 만큼 협력을 약속하기도 했다. 러시아는 현재 달 유인비행을, 미국은 화성 유인비행을 목표로 삼고 각기 다른 행보를 가고 있다. 러시아연방우주청 관계자는 “러시아는 현재 화성 비행을 염두하지 않고 있다. 러시아와 미국은 서로 도울 것”이라고 말했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

러시아 연방우주청(로스코스모스)가 10년 가까이 개발해 온 새 우주선의 모습을 공개해 눈길을 사로잡고 있다. 아직 정식 명칭이 공개되지 않은 이 우주선은 미국항공우주국(이하 NASA)의 유인 화성탐사선인 ‘오리온’과 매우 유사한 형태를 띠고 있다. ‘종’ 형태의 이 우주선은 아래로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔형이며 전면에 러시아 국가가 부착돼 있다. 이를 디자인한 업체는 러시아 연방우주청과 밀접한 관계를 맺어 온 RSC Energia사다. 이 업체는 앞으로 수 개월간 테스트를 진행한 뒤 2021년 첫 비행에 나설 예정이라고 밝혔다. 올해 초, 러시아는 2030년 달에 유인우주선을 보낼 계획을 발표한 바 있다. 러시아가 우주계획에 있어서 데드라인을 설정한 것은 이번이 처음이며, 이는 미국에 뺏긴 ‘우주강국’ 자존심을 되찾겠다는 의지로 해석된다. 러시아 연방우주청 관계자는 “2024년까지 NASA와 함께 우주정거장(ISS)에서의 미션을 함께 수행할 것”이라고 밝힌 바 있다. 사실 미국과 러시아는 ‘우주’를 사이에 두고 그간 잦은 잡음을 빚어왔다. 미국의 경우 지난 2011년 30년간 운영해왔던 우주왕복선 프로그램을 중단했다. 예산 절감 때문이었다. 이에 NASA는 러시아의 소유즈 로켓에 의존해 우주비행사들을 ISS로 보내왔다. 최근 미국은 러시아의 우주선에 자국 우주비행사들을 태우는 대가로 러시아에 4억9000만 달러의 운송계약을 했다. 이는 러시아가 소유즈 로켓 한 자리 당 가격을 8200만 달러 수준으로 책정한 것으로, 대안이 없는 미국 입장에서는 울며 겨자 먹기로 받아들일 수밖에 없는 상황이다. 미국과 NASA의 ‘위기’는 여기서 그치지 않는다. 지난 6월 블라드미르 마르킨 러시아 정부 조사 위원회 대변인은 NASA가 인류 최초로 달 착륙 장면을 담은 비디오 원본을 지운 것에 대해 철저한 진상조사를 요구했다. 강력한 라이벌(미국)이 이룩한 인류의 가장 위대한 업적(달 착륙)에 흠집을 내려는 의도가 강하다는 것이 전문가들의 평이다. 다만 우주산업에 있어서 최고의 기술력을 보유한 두 나라인 만큼 협력을 약속하기도 했다. 러시아는 현재 달 유인비행을, 미국은 화성 유인비행을 목표로 삼고 각기 다른 행보를 가고 있다. 러시아연방우주청 관계자는 “러시아는 현재 화성 비행을 염두하지 않고 있다. 러시아와 미국은 서로 도울 것”이라고 말했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr