태양계에서 가장 큰 활화산이 있는 장소는 어디일까? 그 답은 지구도 화성도 아닌 목성의 위성 이오(Io)이다. 이오는 달보다 약간 큰 크기에 지나지 않지만, 목성의 강력한 중력과 다른 위성의 간섭으로 인한 기조력(tidal force)의 차이로 내부에 마찰열이 발생하게 된다. 결국, 이오의 내부 암석이 녹아 마그마가 되고 팽창한 마그마는 지표를 뚫고 나와 거대한 화산 폭발을 일으킨다. 이오의 화산폭발은 그 규모는 물론이거니와 생김새 역시 독특하다. 중력이 낮고 대기가 없어서 이오의 대형 화산은 분출물을 수백km 높이로 뿜어낸다. 그리고 이 화산재는 반구형의 돔을 그리면서 내려앉게 된다. 이오에는 수백 개 이상의 거대한 화산이 있고 계속해서 화산 분출이 일어나고 있다. 덕분에 이오의 표면은 마치 곰보 자국 같은 화산 분출물로 덮여 있다. 이오의 화산 폭발은 지구에서 볼 수 있는 어떤 화산과도 비교되지 않을 정도로 강력하다. 그런데 이를 상세히 분석한 과학자들은 이상한 사실을 발견했다. 이전 연구와 시뮬레이션 결과는 이오의 맨틀 부분이 완전하게 녹은 것은 아니라는 가설을 지지하고 있다. 과학자들은 위치상 가장 강한 마찰열이 생기는 장소에서 녹은 암석인 마그마가 발생하고, 여기서 화산 폭발이 일어난다는 가설을 세웠다. 하지만 실제로 화산의 분출 범위는 예상과 다른 위치에 있었다. 메릴랜드 대학의 로버트 타일러와 애리조나 대학의 크리스토퍼 해밀턴 박사는 이를 설명하기 위해서 이오의 내부 구조에 대한 새로운 가설을 주장했다. 이들에 의하면 이오의 맨틀에는 점도가 높은 마그마의 바다(Magma Ocean)가 존재한다. 액체 상태의 마그마가 이동하면서 주변 암석을 녹이고 화산 분출을 일으킨다면 모든 문제가 해결될 수 있다. 연구팀은 이 가설이 이오의 잘못된 위치에 있는 화산(‘Misplaced’ Volcanoes)을 설명할 수 있다고 보고 있다. 이오의 질량은 지구의 1.5% 수준에 지나지 않는다. 이런 작은 천체가 생각보다 훨씬 복잡한 내부 구조로 되어 있고 태양계에서 가장 활발한 화산활동을 일으킨다는 점은 그 자체로 매우 흥미롭다. 다만, 이 가설을 검증하고 이오의 정확한 내부 구조를 알기 위해서는 지진파 관측(이 경우 표면 착륙선이 필요) 같은 추가 탐사가 필요하다. 따라서 앞으로 새로운 관측과 탐사선이 필요할 것으로 생각된다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

태양계에서 가장 큰 활화산이 있는 장소는 어디일까? 그 답은 지구도 화성도 아닌 목성의 위성 이오(Io)이다. 이오는 달보다 약간 큰 크기에 지나지 않지만, 목성의 강력한 중력과 다른 위성의 간섭으로 인한 기조력(tidal force)의 차이로 내부에 마찰열이 발생하게 된다. 결국, 이오의 내부 암석이 녹아 마그마가 되고 팽창한 마그마는 지표를 뚫고 나와 거대한 화산 폭발을 일으킨다. 이오의 화산폭발은 그 규모는 물론이거니와 생김새 역시 독특하다. 중력이 낮고 대기가 없어서 이오의 대형 화산은 분출물을 수백km 높이로 뿜어낸다. 그리고 이 화산재는 반구형의 돔을 그리면서 내려앉게 된다. 이오에는 수백 개 이상의 거대한 화산이 있고 계속해서 화산 분출이 일어나고 있다. 덕분에 이오의 표면은 마치 곰보 자국 같은 화산 분출물로 덮여 있다. 이오의 화산 폭발은 지구에서 볼 수 있는 어떤 화산과도 비교되지 않을 정도로 강력하다. 그런데 이를 상세히 분석한 과학자들은 이상한 사실을 발견했다. 이전 연구와 시뮬레이션 결과는 이오의 맨틀 부분이 완전하게 녹은 것은 아니라는 가설을 지지하고 있다. 과학자들은 위치상 가장 강한 마찰열이 생기는 장소에서 녹은 암석인 마그마가 발생하고, 여기서 화산 폭발이 일어난다는 가설을 세웠다. 하지만 실제로 화산의 분출 범위는 예상과 다른 위치에 있었다. 메릴랜드 대학의 로버트 타일러와 애리조나 대학의 크리스토퍼 해밀턴 박사는 이를 설명하기 위해서 이오의 내부 구조에 대한 새로운 가설을 주장했다. 이들에 의하면 이오의 맨틀에는 점도가 높은 마그마의 바다(Magma Ocean)가 존재한다. 액체 상태의 마그마가 이동하면서 주변 암석을 녹이고 화산 분출을 일으킨다면 모든 문제가 해결될 수 있다. 연구팀은 이 가설이 이오의 잘못된 위치에 있는 화산(‘Misplaced’ Volcanoes)을 설명할 수 있다고 보고 있다. 이오의 질량은 지구의 1.5% 수준에 지나지 않는다. 이런 작은 천체가 생각보다 훨씬 복잡한 내부 구조로 되어 있고 태양계에서 가장 활발한 화산활동을 일으킨다는 점은 그 자체로 매우 흥미롭다. 다만, 이 가설을 검증하고 이오의 정확한 내부 구조를 알기 위해서는 지진파 관측(이 경우 표면 착륙선이 필요하다.) 같은 추가 탐사가 필요하다. 따라서 앞으로 새로운 관측과 탐사선이 필요할 것으로 생각된다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

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

“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

-로켓에 분골 실은 뒤 달에 착륙 게획 장의사들의 영업 영역이 달까지 확대될 전망이다. 미국 샌프란시스코를 근거지로 한 엘리시움 스페이스 사는 지난 12일(현지시간) 피츠버그의 민간우주기술업체인 애스트로보틱 테크놀로지(Astrobotic Technology)사와 고인의 분골을 로켓으로 달까지 운송해 애스트로보틱의 그리핀 착륙선을 이용해 월면에 내리는 계약을 체결했다. 엘리시움 스페이스는 올해 말 지구 궤도로 올려보낼 최초의 장례를 계획하고 있다. 또다른 장의업체인 휴스턴의 셀레스티스 사 역시 화장한 분골을 월면에 장사 지내는 사업에 뛰어들었다. 이 회사의 월면장 비용은 1만 2,500달러(한화 약 1500만원)에서부터 시작된다. 이에 비해 엘레시움 스페이스의 월면장 가격은 1만 1,950달러로 비슷한 수준이다. 단, 최초 50명까지는 봉사가격 9,950달러(약 1170만원)로 모신다고 한다. 애스트로보틱 사와 문 익스프레스 사는 정부와 학술단체, 민간회사 등을 고객으로 달까지 유해를 운송하는 사업을 추진하고 있는데, 특히 두 회사는 2017년 말까지 달에 착륙선을 보내는 3000만 달러짜리 ‘구글 루나 X프라이즈'(Google Lunar X Prize)를 따내기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. NASA 엔지니어 출신인 토머스 시바이트 엘리시움 스페이스 CEO는 ​“우리는 처음부터 달이 최고의 이상적인 안식처가 될 것이라고 생각하고 이 사업을 추진하게 됐다” 면서 “이 새로운 장의 문화는 우리 문명의 새 장을 열 것이라 확신한다"고 밝혔다. 지구 외의 영면처로서 달이 유일한 공간은 아니다. 셀레스티스와 엘리시움 두 회사는 고인의 유택 장소로 심우주와 지구 궤도도 생각하고 있다. 후자의 경우 고인의 유골은 결국 지구 대기권에서 별똥별로 마감하게 될 것이다. -올해말 최초의 '지구 궤도 장례' 추진 그러나 두 회사 공히 유해를 우주로 운송할 자체 로켓을 보유하고 있지는 않다. 따라서 우주로 쏘아올려질 로켓에 유해를 편승시킬 계획이다. 셀레스티스는 이미 13차례 우주 장례를 치른 경력을 갖고 있다. 최초의 우주 장례는 1997년에 있었다. 오비털 사이언스(Orbital Sciences/오비털 ATK)의 처녀 비행 때 페가수스 로켓에 실린 캡슐에 24명의 유해가 지구 궤도에 올려졌는데, 그 면면을 보면, ‘스타 트랙’의 제작자 진 로든버리, 작가이자 심리학자인 티모시 리어리, 물리학자로서 우주탐사에 참여했던 제러드 오닐 등등이다. 이 캡슐은 2002년 지구 대기권으로 진입해서 별똥별이 됐다. 셀레스티스 사는 이미 달에도 유해를 보낸 적이 있다. 미항공우주국(NASA)의 달 궤도선 루나 프로스펙터에 행성지질학​자인 유진 슈메이커의 분골 일부를 실어보낼 때 이 회사가 해당 업무를 맡았던 것이다. 유진 슈메이커는 달에 가는 것을 평생의 소원으로 삼았는데, 그 자신은 지병으로 가지 못하는 대신 그에게 달 지질학을 배운 제자들이 스승의 꿈을 죽어서라도 이루어주고자 그의 유해를 탐사선에 실어보낸 것이다. 로켓은 1998년에 발사되었고, 그의 유해를 담은 캡슐은 이듬해 7월 달의 남극 가까이 영원한 그늘에 덮인 크레이터에 충돌함으로써 최초의 월면장으로 기록되었다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

미 항공우주국(NASA)은 태양계의 여러 극한적 환경을 탐사해왔다. 그중에는 절대 영도에 가까운 차가운 우주도 있고 섭씨 수백 도의 극한적인 장소도 있다. 하지만 아직도 탐사가 어려운 장소는 많다. 최소한 수십km 두께의 얼음 밑에 있는 것으로 보이는 목성의 위성 유로파의 바다나 표면 온도가 섭씨 500도에 달하는 금성의 표면이 그런 장소다. 금성의 대기는 이산화탄소에 의한 강력한 온실효과로 인해 엄청나게 뜨거울 뿐 아니라 기압도 대단히 높다. 금성 표면의 압력은 지구 표면의 90배 수준이다. 이런 이유로 구소련과 미국의 금성 착륙선들은 극한의 환경에서 버틸 수 있는 능력에도 불구하고 착륙 후 바로 연락이 끊기거나 혹은 수 시간 이내로 생을 마감했다. 사정이 이렇다 보니 사실 화성보다 더 가까운데도 불구하고 누구도 금성 표면에 로버(Rover)를 보내지 못했다. 화성 표면에는 벌써 4번째 탐사 로버인 큐리오시티가 활약 중이고 앞으로도 더 많은 로버를 보낼 계획이지만, 금성은 감감무소식인 이유다. 하지만 NASA와 러시아 우주국은 금성에 로버를 보낼 계획을 세우고 있다. 특히 NASA는 이에 관련된 기반 기술을 개발해 극한의 불지옥인 금성 표면에서도 살아남을 수 있는 로버 개발에 가까이 다가간 상태다. 금성 로버 개발에서 가장 곤란한 부분은 바로 전자 계통이다. 지금까지 만든 어떤 반도체나 전자 기판도 이런 환경에서 장시간 작동을 할 수는 없다. 그러나 미국의 국립 과학 재단 기금의 지원을 받은 오자크 집적 회로(Ozark Integrated Circuits)는 놀랍게도 섭씨 350도의 고온을 견딜 수 있는 반도체 칩을 개발했다. 이런 고온 전자 회로의 개발은 미국의 기초과학력을 보여주는 사례로써 앞으로 금성 탐사는 물론 고온 고압의 극한 환경이 필요한 다른 분야에도 널리 응용될 가능성이 있다. 문제는 그래도 금성 표면의 온도가 이것보다 높다는 것이다. NASA의 과학자들은 결국 금성 로버에 냉각장치를 탑재하는 방법을 연구하고 있다. 이는 다소 곤란한 문제이기도 한데, 로버의 내부를 섭씨 300도로 주변보다 훨씬 낮게 유지하려면 많은 에너지가 필요할 뿐 아니라 부피와 무게도 커지기 때문이다. 따라서 화성에 보낸 로버들과 달리 금성 로버는 복잡한 탐사장치를 최소화시킨 단순한 구조가 될 가능성이 크다. 냉각이 필요한 전자 계통의 크기를 가능한 한 줄여야 하기 때문이다. 물론 그러면서도 정보를 수집하고 지구에 자료를 전송해야 하므로 여러 가지 기술적 어려움이 존재한다. 동력 계통은 원자력 이외에는 처음부터 대안이 없으므로 (금성은 두꺼운 구름과 대기로 인해 태양전지를 사용할 수 없다. 물론 이런 온도와 압력에서 견디는 태양전지도 없다.) 오히려 결정이 쉬울 것 같지만, 이런 고온 환경에서 견디는 원자력 전지 역시 만들기 쉽지 않다. 현재 생각하는 대안은 플루토늄 - 238을 이용한 스털링 엔진이다. 스털링(Stirling) 엔진은 온도 차를 이용해 동력을 발생시키는데, 방사성 붕괴로 섭씨 1,200도까지 가열된 플루토늄 연료와 주변의 상대적으로 낮은 기온을 이용한 방식이다. 이를 이용해서 로버의 바퀴를 굴리고 냉각장치를 가동한다. 이런 여러 가지 아이디어에도 불구하고 실제로 이런 환경에서 작동하는 로버를 만드는 일은 NASA에게도 쉬운 일은 아니다. 따라서 아직 금성 로버는 디자인 및 기초 연구의 단계를 벗어나지 못하고 있다. 현재 계획으로는 금성 표면에 풍선을 보내 표면에서 가까운 위치에서 저공비행을 하면서 관측하는 표면 관측 계획인 Venus In-Situ Explorer (VISE)이 먼저 현실화될 가능성이 크다. VISE는 2022년 발사 예정이며 로버와 달리 움직이는 엔진은 필요 없어서 구조가 훨씬 단순하다. 다만 이런 극한 환경에서 버틸 수 있는 특수 풍선이 필요한데, 이미 이 부분에 대한 연구는 많이 진행되어 있어 성공 가능성이 크다. 금성 로버는 VISE 이후 추진될 것으로 보이는데, 러시아 역시 2020년대에 자체적인 로버를 금성에 보낸다는 계획을 세우고 있어 과연 미국과 러시아 중 누가 먼저 로버를 보낼 수 있을지 결과가 주목된다. 일단 공개된 내용을 보면 NASA가 훨씬 앞서 있는 것 같지만, 아직 어느 나라도 금성 로버를 자신 있게 보낼 수 있을 만큼 완성된 기술을 가지고 있지 않다. 따라서 미국이 화성과 마찬가지로 금성에 첫 번째 로버를 보내는 나라가 될지는 아직 판단하기 이르다. 우리가 눈여겨볼 부분은 NASA와 미 정부가 이런 기초 과학 연구에 많은 공을 들이고 있다는 점이다. ‘우주 강국’ 같은 화려한 수식어와 미사여구가 아니라 바로 이렇게 조용하지만 할 건 다하는 부분이 미국이 이 분야에서 좀처럼 선두 자리를 내주지 않는 비결이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

장의사들의 영업 영역이 달까지 확대될 전망이다. 미국 샌프란시스코를 근거지로 한 엘리시움 스페이스 사는 12일(현지시간) 피츠버그의 민간우주기술업체인 애스트로보틱 테크놀로지(Astrobotic Technology)사와 고인의 분골을 로켓으로 달까지 운송해 애스트로보틱의 그리핀 착륙선을 이용해 월면에 내리는 계약을 체결했다. 또다른 장의업체인 휴스턴의 셀레스티스 사 역시 화장한 분골을 월면에 장사 지내는 사업에 뛰어들었다. 이 회사의 월면장 비용은 1만 2,500달러(한화 약 1500만원)에서부터 시작된다. 이에 비해 엘레시움 스페이스의 월면장 가격은 1만 1,950달러로 비슷한 수준이다. 단, 최초 50명까지는 봉사가격 9,950달러(약 1170만원)로 모신다고 한다. NASA 엔지니어 출신인 토머스 시바이트 엘리시움 스페이스 CEO는 ​“우리는 처음부터 달이 최고의 이상적인 안식처가 될 것이라고 생각하고 이 사업을 추진하게 됐다” 면서 “이 새로운 장의 문화는 우리 문명의 새 장을 열 것이라 확신한다"고 밝혔다. 지구 외의 영면처로서 달이 유일한 공간은 아니다. 셀레스티스와 엘리시움 두 회사는 고인의 유택 장소로 심우주와 지구 궤도도 생각하고 있다. 후자의 경우 고인의 유골은 결국 지구 대기권에서 별똥별로 마감하게 될 것이다. 그러나 두 회사 공히 유해를 우주로 운송할 자체 로켓을 보유하고 있지는 않다. 따라서 우주로 쏘아올려질 로켓에 유해를 편승시킬 계획이다. 셀레스티스는 이미 13차례 우주 장례를 치른 경력을 갖고 있다. 최초의 우주 장례는 1997년에 있었다. 오비털 사이언스(Orbital Sciences/오비털 ATK)의 처녀 비행 때 페가수스 로켓에 실린 캡슐에 24명의 유해가 지구 궤도에 올려졌는데, 그 면면을 보면, ‘스타 트랙’의 제작자 진 로든버리, 작가이자 심리학자인 티모시 리어리, 물리학자로서 우주탐사에 참여했던 제러드 오닐 등등이다. 이 캡슐은 2002년 지구 대기권으로 진입해서 별똥별이 됐다. 셀레스티스 사는 이미 달에도 유해를 보낸 적이 있다. 미항공우주국(NASA)의 달 궤도선 루나 프로스펙터에 행성지질학​자인 유진 슈메이커의 분골 일부를 실어보낼 때 이 회사가 해당 업무를 맡았던 것이다. 유진 슈메이커는 달에 가는 것을 평생의 소원으로 삼았는데, 그 자신은 지병으로 가지 못하는 대신 그에게 달 지질학을 배운 제자들이 스승의 꿈을 죽어서라도 이루어주고자 그의 유해를 탐사선에 실어보낸 것이다. 로켓은 1998년에 발사되었고, 그의 유해를 담은 캡슐은 이듬해 7월 달의 남극 가까이 영원한 그늘에 덮인 크레이터에 충돌함으로써 최초의 월면장으로 기록되었다. 엘리시움 스페이스는 올해 말 지구 궤도로 올려보낼 최초의 장례를 계획하고 있다. 애스트로보틱 사와 문 익스프레스 사는 정부와 학술단체, 민간회사 등을 고객으로 달까지 유해를 운송하는 사업을 추진하고 있는데, 특히 두 회사는 2017년 말까지 달에 착륙선을 보내는 3000만 달러짜리 ‘구글 루나 X프라이즈'(Google Lunar X Prize)를 따내기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

미 항공우주국(NASA)은 태양계의 여러 극한적 환경을 탐사해왔다. 그중에는 절대 영도에 가까운 차가운 우주도 있고 섭씨 수백 도의 극한적인 장소도 있다. 하지만 아직도 탐사가 어려운 장소는 많다. 최소한 수십km 두께의 얼음 밑에 있는 것으로 보이는 목성의 위성 유로파의 바다나 표면 온도가 섭씨 500도에 달하는 금성의 표면이 그런 장소다. - 불지옥 행성에 로버 보내기 금성의 대기는 이산화탄소에 의한 강력한 온실효과로 인해 엄청나게 뜨거울 뿐 아니라 기압도 대단히 높다. 금성 표면의 압력은 지구 표면의 90배 수준이다. 이런 이유로 구소련과 미국의 금성 착륙선들은 극한의 환경에서 버틸 수 있는 능력에도 불구하고 착륙 후 바로 연락이 끊기거나 혹은 수 시간 이내로 생을 마감했다. 사정이 이렇다 보니 사실 화성보다 더 가까운데도 불구하고 누구도 금성 표면에 로버(Rover)를 보내지 못했다. 화성 표면에는 벌써 4번째 탐사 로버인 큐리오시티가 활약 중이고 앞으로도 더 많은 로버를 보낼 계획이지만, 금성은 감감무소식인 이유다. 하지만 NASA와 러시아 우주국은 금성에 로버를 보낼 계획을 세우고 있다. 특히 NASA는 이에 관련된 기반 기술을 개발해 극한의 불지옥인 금성 표면에서도 살아남을 수 있는 로버 개발에 가까이 다가간 상태다. 금성 로버 개발에서 가장 곤란한 부분은 바로 전자 계통이다. 지금까지 만든 어떤 반도체나 전자 기판도 이런 환경에서 장시간 작동을 할 수는 없다. 그러나 미국의 국립 과학 재단 기금의 지원을 받은 오자크 집적 회로(Ozark Integrated Circuits)는 놀랍게도 섭씨 350도의 고온을 견딜 수 있는 반도체 칩을 개발했다. 이런 고온 전자 회로의 개발은 미국의 기초과학력을 보여주는 사례로써 앞으로 금성 탐사는 물론 고온 고압의 극한 환경이 필요한 다른 분야에도 널리 응용될 가능성이 있다. 문제는 그래도 금성 표면의 온도가 이것보다 높다는 것이다. NASA의 과학자들은 결국 금성 로버에 냉각장치를 탑재하는 방법을 연구하고 있다. 이는 다소 곤란한 문제이기도 한데, 로버의 내부를 섭씨 300도로 주변보다 훨씬 낮게 유지하려면 많은 에너지가 필요할 뿐 아니라 부피와 무게도 커지기 때문이다. 따라서 화성에 보낸 로버들과 달리 금성 로버는 복잡한 탐사장치를 최소화시킨 단순한 구조가 될 가능성이 크다. 냉각이 필요한 전자 계통의 크기를 가능한 한 줄여야 하기 때문이다. 물론 그러면서도 정보를 수집하고 지구에 자료를 전송해야 하므로 여러 가지 기술적 어려움이 존재한다. 동력 계통은 원자력 이외에는 처음부터 대안이 없으므로 (금성은 두꺼운 구름과 대기로 인해 태양전지를 사용할 수 없다. 물론 이런 온도와 압력에서 견디는 태양전지도 없다.) 오히려 결정이 쉬울 것 같지만, 이런 고온 환경에서 견디는 원자력 전지 역시 만들기 쉽지 않다. 현재 생각하는 대안은 플루토늄 - 238을 이용한 스털링 엔진이다. 스털링(Stirling) 엔진은 온도 차를 이용해 동력을 발생시키는데, 방사성 붕괴로 섭씨 1,200도까지 가열된 플루토늄 연료와 주변의 상대적으로 낮은 기온을 이용한 방식이다. 이를 이용해서 로버의 바퀴를 굴리고 냉각장치를 가동한다. - 누가 먼저 금성에 로버를 보낼까? 이런 여러 가지 아이디어에도 불구하고 실제로 이런 환경에서 작동하는 로버를 만드는 일은 NASA에게도 쉬운 일은 아니다. 따라서 아직 금성 로버는 디자인 및 기초 연구의 단계를 벗어나지 못하고 있다. 현재 계획으로는 금성 표면에 풍선을 보내 표면에서 가까운 위치에서 저공비행을 하면서 관측하는 표면 관측 계획인 Venus In-Situ Explorer (VISE)이 먼저 현실화될 가능성이 크다. VISE는 2022년 발사 예정이며 로버와 달리 움직이는 엔진은 필요 없어서 구조가 훨씬 단순하다. 다만 이런 극한 환경에서 버틸 수 있는 특수 풍선이 필요한데, 이미 이 부분에 대한 연구는 많이 진행되어 있어 성공 가능성이 크다. 금성 로버는 VISE 이후 추진될 것으로 보이는데, 러시아 역시 2020년대에 자체적인 로버를 금성에 보낸다는 계획을 세우고 있어 과연 미국과 러시아 중 누가 먼저 로버를 보낼 수 있을지 결과가 주목된다. 일단 공개된 내용을 보면 NASA가 훨씬 앞서 있는 것 같지만, 아직 어느 나라도 금성 로버를 자신 있게 보낼 수 있을 만큼 완성된 기술을 가지고 있지 않다. 따라서 미국이 화성과 마찬가지로 금성에 첫 번째 로버를 보내는 나라가 될지는 아직 판단하기 이르다. 우리가 눈여겨볼 부분은 NASA와 미 정부가 이런 기초 과학 연구에 많은 공을 들이고 있다는 점이다. ‘우주 강국’ 같은 화려한 수식어와 미사여구가 아니라 바로 이렇게 조용하지만 할 건 다하는 부분이 미국이 이 분야에서 좀처럼 선두 자리를 내주지 않는 비결이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

우리 지구의 이웃 행성인 화성이 자전하고 있는 모습을 담은 영상을 유럽우주국(ESA)이 최근 공개했다. 7일 공개된 영상은 ESA의 화성 탐사선인 ‘마스 익스프레스’가 화성 궤도권에서 화성이 자전하고 있는 모습을 관측한 장면이다. 영상 속 화성의 모습은 5월 25일 오전 5시 30분부터 오후 9시까지 15시간 30분 동안 탐사선에 장착된 ‘시각 모니터링 카메라’(VMC)로 촬영한 수백 장의 이미지를 하나로 합성한 것이다. 물론 해당 이미지는 해상도가 떨어지지만, 화성이 자전하고 있는 모습을 보면 몽환적인 느낌마저 든다. ESA의 마스 익스프레스는 2003년 6월 발사돼 같은 해 12월 화성에 도착했다. 이때 싣고 간 화상 착륙선인 ‘비글 2호’를 화성에 착륙시키는 주요 임무를 수행했으나 통신 두절로 이 임무는 실패로 끝나고 말았다. 이후 이 탐사선은 지금까지 10여 년간 화성 궤도를 돌며 화성에 관한 다양한 정보를 보내오고 있다. 사진=ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 1972년 12월 11일 협정 세계시(UTC) 02시 23분. 달에 착륙선 한 대가 조용히 내려앉았다. 바로 아폴로 17호의 달 착륙선 챌린저다. 최근 미 항공우주국(NASA)이 아폴로 17호의 우주비행사가 달을 탐사 중인 모습을 오늘의 천체사진(Astronomy Picture of the Day)으로 공개해 관심을 끌고있다. 척박한 달 표면을 배경으로 우주비행사가 월면차(月面車)를 조종하는 이 모습은 함께 달에 발을 내딛은 동료 유진 서넌이 촬영한 것이다. 사진 속 월면차와 함께 서있는 사람은 해리슨 슈미트로 그는 최초의 지질학자 출신 우주비행사다. 소위 음모론을 좋아하는 사람에게는 이 사진이 촬영된 장소 역시 스튜디오일지 모르겠으나, NASA에 따르면 이곳은 달의 타우루스-리트로우 계곡(Taurus-Littrow valley)으로 슈미트가 서있는 곳은 쇼티 크레이터(Shorty Crater)다. 두 사람은 이 지역에서 75시간을 머물며 탐사활동을 벌였으며 110kg의 돌과 토양 샘플을 채취해 지구로 돌아왔다. 그러나 그로부터 43년의 세월이 흘렀지만 아직까지 이 두 사람이 달에 발을 내딛은 마지막 인류로 기록돼 있다. NASA 측은 이 사진에 "달에서는 어디에 주차했는지 기억하기 쉽다"는 재미있는 멘트를 달았다. 　 박종익 기자 pji@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.

비록 토끼는 살지 않지만, 여러 가지 원인을 알 수 없는 독특한 지형이 넘치는 곳이 바로 지구의 위성인 달이다. 이런 독특한 지형 중 하나는 소용돌이 내지는 불꽃 모양으로 보이는 밝은 무늬 지형이다. 달 표면의 수수께끼 소용돌이(mysterious lunar swirls)라고 알려진 이 지형은 지난 1970년대에 알려졌지만, 지금까지 그 정확한 생성원인을 밝히지 못하고 있다. 이 미스터리 무늬는 달에 곳곳에 존재하며 주변 토양과 대비되는 밝은색으로 보인다. 과학자들은 이 무늬가 있는 지역의 지각 자기장이 다른 장소보다 더 강하다는 사실은 밝혀냈다. 그래서 일부 과학자들은 이 무늬의 생성원인이 자기장 때문이라고 생각하고 있다. 달의 역사 초기에는 지금보다 훨씬 강한 자기장이 있었는데, 시간이 지나면서 달의 내부가 식어 현재처럼 자기장이 거의 없는 천체가 된 것으로 보인다. 일부 남은 자기장은 국소적으로 존재하는 데, 이 자기장이 달의 표면을 검게 만드는 태양풍으로부터 보호해 이 밝은 무늬를 만들었다는 것이 이 이론의 골자다. 다만 이를 뒷받침할 결정적인 증거는 부족했다. 더구나 자기장이 원인이라면 이렇게 이상하게 생긴 무늬가 나타나게 되는 원인을 설명할 수 없었다. 한편 다른 과학자들은 혜성이 이 지형의 기원일 가능성을 제기하고 있다. 이 주장을 1980년 저널 네이처에 발표한 바 있는 브라운 대학의 행성 지질학자 피터 슐츠(Peter Schultz, a planetary geoscientist at Brown University)는 다시 저널 이카로스(Icarus)에 같은 주장을 발표했다. 사실 이 미스터리 무늬는 충돌 크레이터와는 무관하게 존재해서 혜성이나 기타 천체에 의한 충돌 가능성은 낮은 것으로 생각했다. 하지만 슐츠는 달 착륙선에서 뿜어져 나오는 가스의 모습을 보고서 이와 같은 아이디어를 생각했다. '만약 작은 혜성이 달 표면에 충돌했다면 어떻게 될까?' 혜성은 먼지와 암석을 다량 포함하고 있지만, 기본적으로 얼음과 드라이아이스가 가장 풍부한 경우가 많다. 충돌 시 높은 온도에 의해서 이산화탄소 및 물은 증발해 거대한 가스를 분출하게 된다. 이 가스는 달 표면을 따라서 폭풍을 일으켜 모래들을 날려버릴 수 있다. 이는 충돌 크레이터에서 멀리 떨어진 지점까지 퍼질 수 있다. 슐츠 박사와 동료들은 이 과정을 시뮬레이션했다. 그 결과 현재 달 표면에서 볼 수 있는 것 같은 밝은 무늬를 쉽게 형성할 수 있는 것으로 나타났다. 자기장 이상에 대해서는 혜성 충돌 시 만들어진 작은 금속 입자가 뿌려져서 생긴 작용으로 설명했다. 어떤 주장이 옳은지 검증하기 위해서는 해당 지형으로 탐사선이나 혹은 사람이 직접 가서 토양 및 암석 표본을 채취할 필요가 있을 것이다. 아마도 진실은 전혀 생각지도 못했던 것일 수도 있다. 사진=달 표면의 밝은 무늬 지형. NASA/Lunar Reconnaissance Orbiter 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

비록 토끼는 살지 않지만, 여러 가지 원인을 알 수 없는 독특한 지형이 넘치는 곳이 바로 지구의 위성인 달이다. 이런 독특한 지형 중 하나는 소용돌이 내지는 불꽃 모양으로 보이는 밝은 무늬 지형이다. 달 표면의 수수께끼 소용돌이(mysterious lunar swirls)라고 알려진 이 지형은 지난 1970년대에 알려졌지만, 지금까지 그 정확한 생성원인을 밝히지 못하고 있다. 이 미스터리 무늬는 달에 곳곳에 존재하며 주변 토양과 대비되는 밝은색으로 보인다. 과학자들은 이 무늬가 있는 지역의 지각 자기장이 다른 장소보다 더 강하다는 사실은 밝혀냈다. 그래서 일부 과학자들은 이 무늬의 생성원인이 자기장 때문이라고 생각하고 있다. 달의 역사 초기에는 지금보다 훨씬 강한 자기장이 있었는데, 시간이 지나면서 달의 내부가 식어 현재처럼 자기장이 거의 없는 천체가 된 것으로 보인다. 일부 남은 자기장은 국소적으로 존재하는 데, 이 자기장이 달의 표면을 검게 만드는 태양풍으로부터 보호해 이 밝은 무늬를 만들었다는 것이 이 이론의 골자다. 다만 이를 뒷받침할 결정적인 증거는 부족했다. 더구나 자기장이 원인이라면 이렇게 이상하게 생긴 무늬가 나타나게 되는 원인을 설명할 수 없었다. 한편 다른 과학자들은 혜성이 이 지형의 기원일 가능성을 제기하고 있다. 이 주장을 1980년 저널 네이처에 발표한 바 있는 브라운 대학의 행성 지질학자 피터 슐츠(Peter Schultz, a planetary geoscientist at Brown University)는 다시 저널 이카로스(Icarus)에 같은 주장을 발표했다. 사실 이 미스터리 무늬는 충돌 크레이터와는 무관하게 존재해서 혜성이나 기타 천체에 의한 충돌 가능성은 낮은 것으로 생각했다. 하지만 슐츠는 달 착륙선에서 뿜어져 나오는 가스의 모습을 보고서 이와 같은 아이디어를 생각했다. '만약 작은 혜성이 달 표면에 충돌했다면 어떻게 될까?' 혜성은 먼지와 암석을 다량 포함하고 있지만, 기본적으로 얼음과 드라이아이스가 가장 풍부한 경우가 많다. 충돌 시 높은 온도에 의해서 이산화탄소 및 물은 증발해 거대한 가스를 분출하게 된다. 이 가스는 달 표면을 따라서 폭풍을 일으켜 모래들을 날려버릴 수 있다. 이는 충돌 크레이터에서 멀리 떨어진 지점까지 퍼질 수 있다. 슐츠 박사와 동료들은 이 과정을 시뮬레이션했다. 그 결과 현재 달 표면에서 볼 수 있는 것 같은 밝은 무늬를 쉽게 형성할 수 있는 것으로 나타났다. 자기장 이상에 대해서는 혜성 충돌 시 만들어진 작은 금속 입자가 뿌려져서 생긴 작용으로 설명했다. 어떤 주장이 옳은지 검증하기 위해서는 해당 지형으로 탐사선이나 혹은 사람이 직접 가서 토양 및 암석 표본을 채취할 필요가 있을 것이다. 아마도 진실은 전혀 생각지도 못했던 것일 수도 있다. 사진=달 표면의 밝은 무늬 지형. NASA/Lunar Reconnaissance Orbiter 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

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

- 내년 화성 착륙...땅속 조사 계획 화성은 지구를 제외하고 가장 많은 연구가 진행된 행성이다. 지구에서 가까울 뿐 아니라 금성처럼 두꺼운 구름이나 고온 고압의 환경을 가지지 않았기 때문에 관측이 쉽기 때문이다. 인류의 다음 탐사 목표로 화성이 흔히 거론되는 것도, 현재 지구 이외의 행성 가운데 유일하게 표면에 탐사용 로봇들이 돌아다닌 것도 마찬가지 이유다. 미 항공우주국(NASA)은 2012년 큐리오시티 로버를 화성에 보낸 이후, 2016년에는 다시 화성 표면에 새로운 착륙선을 내려보낼 계획이다. 이 착륙선의 이름은 '인사이트'(InSight·Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)다. 앞서 보낸 여러 대의 로버들과는 달리 이 착륙선은 한 장소에 고정되어 탐사 활동을 벌이게 되지만, 사실 역대 화성 착륙선 가운데서 가장 광범위한 탐사 범위를 가지고 있다. 왜냐하면, 화성의 내부를 들여다보는 능력을 갖췄기 때문이다. 인사이트는 화성의 적도 부근에 착륙한 후, 로봇팔을 이용해서 5m 길이의 관측기기를 화성 땅 깊숙이 넣는다. 이 기기의 이름은 열 흐름 및 물리량 패키지(Heat Flow and Physical Properties Package (HP3))로 주된 목적은 화성 내부의 지열을 탐지하기 위한 것이다. HP3는 독일 우주국이 NASA와 협력으로 개발한다. HP3와 함께 인사이트의 중요한 관측 장비는 지진계인 SEIS(Seismic Experiment for Interior Structure)이다. 이 지진계는 지구에 설치된 지진계와 비슷한 역할을 한다. 바로 행성의 내부 구조를 살피는 것이다. 지난 수십 년간 과학자들은 지진파의 성질과 속도를 분석해서 지구의 내부 구조를 연구했다. 사람의 몸속을 들여다보는 초음파처럼, 지진파는 지나가는 물체의 성질에 따라 속도가 달라지기 때문이다. 같은 원리가 지구 이외의 행성에서도 똑같이 적용된다. 인사이트는 2016년 하반기에 화성 표면에 착륙하는 것을 목표로 하고 있다. 일단 착륙 후에는 화성의 내부 구조에 대한 결정적인 자료를 적어도 2년 이상 수집하게 될 것이다. 가능하다면 여러 장소에 같은 기기를 설치해서 연구를 진행하면 더 큰 도움이 되겠지만, 인사이트 1기의 비용만 4억 2500만 달러에 달해 현실적으로 어려움이 있다. 따라서 NASA는 착륙 지점 선정에 매우 고심하고 있다. 현재 유력한 착륙 후보지는 화성의 적도에서 북위 5도 위에 있는 엘리시움 평야이다. NASA의 과학자들은 과학적 자료를 수집하기에 가장 적당한 위치를 선정하는 데 많은 시간을 보냈다. 앞서 언급했듯이 일단 설치하면 다른 곳으로 이동은 불가능하기 때문이다. 사실상 위치 선정이 임무의 성패를 가름할 아주 중요한 요소라고 할 수 있다. 인사이트가 성공적으로 화성의 데이터를 수집한다면, 과학자들은 화성의 내부 구조에 대해서 훨씬 자신 있게 말할 수 있을 것이다. 그리고 붉은 이웃 행성에 대해서 더 많은 것을 알게 될 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

출처 NASA 화성은 지구를 제외하고 가장 많은 연구가 진행된 행성이다. 지구에서 가까울 뿐 아니라 금성처럼 두꺼운 구름이나 고온 고압의 환경을 가지지 않았기 때문에 관측이 쉽기 때문이다. 인류의 다음 탐사 목표로 화성이 흔히 거론되는 것도, 현재 지구 이외의 행성 가운데 유일하게 표면에 탐사용 로봇들이 돌아다닌 것도 마찬가지 이유다. 미 항공우주국(NASA)은 2012년 큐리오시티 로버를 화성에 보낸 이후, 2016년에는 다시 화성 표면에 새로운 착륙선을 내려보낼 계획이다. 이 착륙선의 이름은 '인사이트'(InSight·Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)다. 앞서 보낸 여러 대의 로버들과는 달리 이 착륙선은 한 장소에 고정되어 탐사 활동을 벌이게 되지만, 사실 역대 화성 착륙선 가운데서 가장 광범위한 탐사 범위를 가지고 있다. 왜냐하면, 화성의 내부를 들여다보는 능력을 갖췄기 때문이다. 인사이트는 화성의 적도 부근에 착륙한 후, 로봇팔을 이용해서 5m 길이의 관측기기를 화성 땅 깊숙이 넣는다. 이 기기의 이름은 열 흐름 및 물리량 패키지(Heat Flow and Physical Properties Package (HP3))로 주된 목적은 화성 내부의 지열을 탐지하기 위한 것이다. HP3는 독일 우주국이 NASA와 협력으로 개발한다. HP3와 함께 인사이트의 중요한 관측 장비는 지진계인 SEIS(Seismic Experiment for Interior Structure)이다. 이 지진계는 지구에 설치된 지진계와 비슷한 역할을 한다. 바로 행성의 내부 구조를 살피는 것이다. 지난 수십 년간 과학자들은 지진파의 성질과 속도를 분석해서 지구의 내부 구조를 연구했다. 사람의 몸속을 들여다보는 초음파처럼, 지진파는 지나가는 물체의 성질에 따라 속도가 달라지기 때문이다. 같은 원리가 지구 이외의 행성에서도 똑같이 적용된다. 인사이트는 2016년 하반기에 화성 표면에 착륙하는 것을 목표로 하고 있다. 일단 착륙 후에는 화성의 내부 구조에 대한 결정적인 자료를 적어도 2년 이상 수집하게 될 것이다. 가능하다면 여러 장소에 같은 기기를 설치해서 연구를 진행하면 더 큰 도움이 되겠지만, 인사이트 1기의 비용만 4억 2500만 달러에 달해 현실적으로 어려움이 있다. 따라서 NASA는 착륙 지점 선정에 매우 고심하고 있다. 현재 유력한 착륙 후보지는 화성의 적도에서 북위 5도 위에 있는 엘리시움 평야이다. NASA의 과학자들은 과학적 자료를 수집하기에 가장 적당한 위치를 선정하는 데 많은 시간을 보냈다. 앞서 언급했듯이 일단 설치하면 다른 곳으로 이동은 불가능하기 때문이다. 사실상 위치 선정이 임무의 성패를 가름할 아주 중요한 요소라고 할 수 있다. 인사이트가 성공적으로 화성의 데이터를 수집한다면, 과학자들은 화성의 내부 구조에 대해서 훨씬 자신 있게 말할 수 있을 것이다. 그리고 붉은 이웃 행성에 대해서 더 많은 것을 알게 될 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-탐사 로버 큐리오시티가 찍은 사진 붉은 행성 화성에서 인간이 살 수 있는 공간을 찾아내라는 사명을 띠고 화성 땅에 내려앉은 후 1년 반 동안 화성 지표를 헤집고 다녔던 미 항공우주국(NASA)의 큐리오시티가 마침내 카메라 렌즈를 돌려 70억 인구가 살고 있는 지구를 처음으로 찍었다. 화성 땅의 지평선 너머로 해가 진 직후 큐리오시티의 카메라 렌즈에 담긴 지구의 모습은 우리가 지구에서 보는 금성과 별로 다를 것이 없이 한 개 점으로 보인다. 다만 지구 옆에 바짝 붙어 있는 달이 좀 낯설게 느껴질 따름이다. "저 놀라운 광경을 보라. 화성 땅에서 지구를 찍은 나의 첫 사진이다"라고 큐리오시티는 그날 트위터에 글을 올렸다. 당신이 바로 저기에 있다! 붉은 행성의 게일 분화구(사진) 안에 있는 딩고 갭에서 찍은 저 놀라운 사진에서 당신의 모습을 찾아보라.​ 승용차 크기의 큐리오시티가 찍은 이 철학적인 사진에서 지구는 화성의 어둑한 하늘에서 하나의 저녁 별로 보인다. 촬영 시간은 2014년 1월 31일, 해지고 80분이 지났을 때다. 잘 보면 지구 아래에 빛나는 점 하나가 바짝 붙어 있는데, 바로 지구의 동생 달이다. ​'딩고 갭'이라 불리는 화성의 모래 언덕에 있는 1톤짜리 화성 착륙선 큐리오시티가 찍은 지구는 화성의 저물녘 하늘에서 찬란하게 빛나는 저녁 별이다. 지구에서 금성을 보는 것도 비슷한 느낌을 준다. "만약 화성에서 일몰 후 동쪽 하늘을 본다면 '저녁 별'인 지구와 달이 유난히 반짝이는 광경이 금방 눈에 띌 것입니다" 하고 NASA는 사진 설명을 붙이고 있다. 만약 당신이 화성에서 본 지구의 모습을 보고 싶다면 요즘 저물녘 7시 반쯤 서쪽 하늘을 보면 된다. 아름답게 반짝이는 금성의 모습과 지구가 크게 다르지 않기 때문이다. 쌍안경이 있다면 바로 옆에 붙어 있는 천왕성도 볼 수 있다. 이번 수요일이 마침 천왕성이 0.5도인 보름달 크기​보다 가까운 0.3도까지 접근하는 때이다. 큐리오시티의 이 사진처럼 심우주에서 지구를 찍은 사진은 여럿 있다. 그증에서도 보이저 1호가 지구에서 60억km 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍은 '창백한 푸른 점'이 가장 유명한 사진이다.​ 한편 큐리오시티가 있는 곳에서 반대되는 화성 땅에는 자매 탐사 로보인 오퍼튜니티가 두 번째 10년을 맞아 탐사활동을 벌이고 있다. 최근에는 화성 정착촌 건설 사업에 뛰어든 네덜란드의 민간회사인 마스원이 2025년 화성에 정착민 1진을 보낸다는 계획아래 화성인 후보 100명을 선발하기도 해, 이래저래 화성에 대한 인류의 관심은 계속 높아가고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

목성의 위성 가운데 유로파(Europa)는 과학자들에게 매우 흥미로운 연구 대상이다. 이 위성의 모습이 처음 공개되었을 때, 과학자들은 표면에 수많은 크레이터 대신 갈라진 얼음 같은 지각이 있는 것을 보고 깜짝 놀랐다. 왜냐하면, 얼음 지각 아래 바다의 존재를 의미하기 때문이다. 유로파의 지표면을 설명할 가장 좋은 가설은 얼음의 지각 아래 바다가 있다는 것이다. 그러면 크레이터가 거의 존재하지 않는 이유도(충돌부위에 물이 채워지고 난 후 다시 얼어버릴 것이다), 표면에 있는 수많은 얼음의 균열도 쉽게 설명할 수 있다. 여기에 미 항공우주국(NASA)의 과학자들은 유로파의 얼음 지각을 뚫고 나오는 수증기의 증거도 발견한 적이 있다. 이렇듯 유로파는 태양계에서 지구 이외에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 환경이기 때문에 큰 주목을 받고 있다. 일부 과학자들은 심지어 액체 상태의 물과 목성의 중력의 영향으로 생기는 열수 분출공으로 인해서 내부에 생명체가 탄생했을지도 모른다고 생각하고 있다. 하지만 아직 유로파에 진짜 바다가 존재하는지 아닌지는 확실치 않은 부분이 있다. NASA와 유럽우주국은 2020년대 주요 탐사 목표로 유로파를 선정하고 있는데, 특히 NASA는 최근 유로파 탐사선인 유로파 클리퍼(Europa Clipper)의 추가 예산을 신청한 상태이다. 올해 2월 NASA의 최고 재무 책임자인 데이비드 라드자노프스키는 2016년 회계연도에 유로파 클리퍼의 개발에 필요한 예산 3,000만 달러를 증액해 달라고 요청한 상태라고 발표했다. 이는 이미 반영된 예산 1억 달러에 추가되는 것이다. 유로파 클리퍼는 훨씬 값비싼 유로파 탐사 계획을 물리치고 선정된 NASA의 차기 유로파 탐사선 계획이다. 과거 제안된 JIMO(Jupiter Icy Moons Orbiter) 계획은 160억 달러라는 천문학적인 비용으로 인해 취소되었으며, 이보다 다소 저렴했던 계획들도 예산 부족으로 철회되었다. 유로파 클리퍼의 예상 비용도 20억 달러 수준으로 저렴하진 않지만, 나사가 감당할 수 있을 만한 수준이라는 판단 하에 현재 개발이 추진 중이다. 유로파 클리퍼는 본체 높이만 5.5m급인 대형 탐사선으로 현재 그 형상과 세부 기술이 개발 중이다. 발사는 아틀라스 V 로켓이나 혹은 현재 개발 중인 대형 로켓인 SLS를 이용해서 이뤄질 계획이다. 발사 예상 시점은 10년 후인 2025년을 예상하고 있다. 유로파 클리퍼는 유로파 주변을 32회서 48회 정도 공전하면서 자료를 수집하는 것을 목표로 하고 있다. 그 과정에서 실제 얼음 지각 밑에 액체 상태의 물이 존재하는지, 그리고 실제로 수증기의 간헐천이 존재하는지가 검증될 것이다. 하지만 더 중요한 목표는 따로 있다. 유로파 클리퍼의 가장 중요한 임무는 미래 유로파 착륙선의 착륙 후보 지점을 조사하는 것이다. NASA는 유로파의 얼음 지각을 뚫고 유로파의 바다에 무인 잠수정을 내려보내는 계획을 세우고있다. 이것이 성공한다면 지구 이외의 장소에서 액체 상태의 바다를 처음으로 탐사하게 되는 것이다. 만약 여기서 생명체 비슷한 것을 발견한다면 인류 역사상 엄청난 사건으로 기록될 것이다. 생명체의 존재 여부는 현재로써는 판단하기 힘든 일이지만, NASA는 물론 유럽우주국과 다른 우주 탐사 기관들 모두 유로파가 매우 흥미로운 탐사 대상이라는 데는 의견을 같이하고 있다. 유로파 클리퍼가 2020년대 후반 유로파에 도달한다면 우리에게 놀라운 사실을 알려줄지 모른다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com