머나먼 화성에서 충실히 임무를 수행 중인 미 항공우주국(NASA)의 탐사로봇 큐리오시티(Curiosity) 로버가 2년 8개월 만에 총 10km를 주파했다. 최근 NASA측은 "지난 2012년 8월 화성에 착륙한 큐리오시티가 지난 16일(이하 현지시간)부로 총 10km의 주행거리를 돌파했다"고 밝혔다. 현재 샤프산 기슭에 도착해 수개월 째 지그재그로 산을 오르고 있는 큐리오시티는 느릿느릿 움직이지만 탐사 중 얻은 여러 정보를 지구로 전송하고 있다. 큐리오시티 프로젝트 소속 존 그랜트 박사는 "큐리오시티가 화성 표면에 자신의 10km 트랙을 만들었을 뿐 아니라 지나온 곳의 표면과 바위 등 다양한 탐사 정보도 얻어냈다" 며 의미를 부여했다. 이에앞서 지난달 24일 큐리오시티의 선배인 NASA의 또다른 탐사로봇 ‘오퍼튜니티’(Opportunity)가 42.195㎞ 마라톤 거리를 완주해 화제를 모았다. 무려 11년 2개월 만에 마라톤 거리를 돌파한 오퍼튜니티는 지난 2004년 1월 25일 화성의 메리디아니 평원에 도착했다.　 물론 두 탐사로봇 모두에게 마라톤 코스같은 '종착지'는 없다. 수명이 다할 때 까지 탐사활동을 이어가는 것이 두 로봇에게 주어진 숙명이기 때문이다. 당초 90솔(SOL·화성의 하루 단위로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)의 기대 수명이 예상됐던 오퍼튜니티는 이를 비웃듯 놀랍게도 11년이 지난 지금도 임무를 수행 중이다. 마찬가지로 화성 시간으로 1년의 수명이 예상됐던 큐리오시티 역시 오는 2020년 '후배 로봇'이 날아올 때까지 임무를 수행해 줄 것으로 기대를 모으고 있다. 한편 우리 돈으로 2조 8000억 원이 들어간 큐리오시티는 지난 2012년 8월 무사히 화성에 착륙했다. 큐리오시티는 그간 강바닥 같은 모습의 사진을 전송한 것은 물론 특히 지표 바로 아래에서 액체 상태의 물을 발견해 세계적 화제를 모았다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류 최초의 왜소행성 탐사가 착착 진행되고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 무인 우주탐사선 던(Dawn)이 촬영한 세레스 북극의 클로즈업 사진을 처음으로 공개했다. 햇빛을 받아 울퉁불퉁한 표면의 모습이 그대로 드러나 있는 이 사진은 탐사선 던이 지난 10일(이하 현지시간) 3만 3000km 거리에서 촬영한 것이다. NASA 측은 던이 점점 더 세레스에 접근하고 있기 때문에 향후 보다 정밀하고 세세한 세레스의 모습을 전송해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이에앞서 던은 지난달 6일 세레스 궤도에 성공적으로 진입한 바 있다. 앞으로 11개월 간 세레스 주변을 돌며 탐사를 진행할 예정인 던은 조사한 데이터를 바탕으로 지도를 작성할 예정이다. NASA 제트추진연구소 수석 엔지니어 마크 레이먼 박사는 "미지의 세계 탐사를 앞두고 있어 매우 흥분된다" 면서 "표면 아래에 호수와 바다같은 액체가 존재할 가능성도 있다" 고 밝혔다. 특히 이번 탐사에 관심이 쏠리는 것은 지난 1월 세레스에서 정체불명의 하얀 점(white spot)이 2개나 발견됐기 때문이다. 전문가들은 이 하얀 점이 '얼음 화산'일 가능성에 무게감을 두고있다. 다소 낯선 단어인 얼음 화산은 액체성분의 물질이 화산처럼 분출하는 것을 말한다. 이는 천체의 표면온도가 극히 낮은 경우에 가능하기 때문에 지구에는 얼음 화산이 없다. 이같은 얼음 화산의 존재는 결과적으로 세레스 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있다는 학계의 추측에 힘을 실어준다. 특히 이는 외계 생명체 존재 가능성으로도 연결돼 인류 역사의 페이지를 다시 쓰는 계기가 될 수도 있다. 한편 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했던 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

머나먼 화성에서 충실히 임무를 수행 중인 미 항공우주국(NASA)의 탐사로봇 큐리오시티(Curiosity) 로버가 2년 8개월 만에 총 10km를 주파했다. 최근 NASA측은 "지난 2012년 8월 화성에 착륙한 큐리오시티가 지난 16일(이하 현지시간)부로 총 10km의 주행거리를 돌파했다"고 밝혔다. 현재 샤프산 기슭에 도착해 수개월 째 지그재그로 산을 오르고 있는 큐리오시티는 느릿느릿 움직이지만 탐사 중 얻은 여러 정보를 지구로 전송하고 있다. 큐리오시티 프로젝트 소속 존 그랜트 박사는 "큐리오시티가 화성 표면에 자신의 10km 트랙을 만들었을 뿐 아니라 지나온 곳의 표면과 바위 등 다양한 탐사 정보도 얻어냈다" 며 의미를 부여했다. 이에앞서 지난달 24일 큐리오시티의 선배인 NASA의 또다른 탐사로봇 ‘오퍼튜니티’(Opportunity)가 42.195㎞ 마라톤 거리를 완주해 화제를 모았다. 무려 11년 2개월 만에 마라톤 거리를 돌파한 오퍼튜니티는 지난 2004년 1월 25일 화성의 메리디아니 평원에 도착했다.　 물론 두 탐사로봇 모두에게 마라톤 코스같은 '종착지'는 없다. 수명이 다할 때 까지 탐사활동을 이어가는 것이 두 로봇에게 주어진 숙명이기 때문이다. 당초 90솔(SOL·화성의 하루 단위로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)의 기대 수명이 예상됐던 오퍼튜니티는 이를 비웃듯 놀랍게도 11년이 지난 지금도 임무를 수행 중이다. 마찬가지로 화성 시간으로 1년의 수명이 예상됐던 큐리오시티 역시 오는 2020년 '후배 로봇'이 날아올 때까지 임무를 수행해 줄 것으로 기대를 모으고 있다. 한편 우리 돈으로 2조 8000억 원이 들어간 큐리오시티는 지난 2012년 8월 무사히 화성에 착륙했다. 큐리오시티는 그간 강바닥 같은 모습의 사진을 전송한 것은 물론 특히 지표 바로 아래에서 액체 상태의 물을 발견해 세계적 화제를 모았다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

강력한 중력을 지닌 천체에 이끌려 행성이 파괴되는 장면을 상상해 보자. 블랙홀 같은 큰 중력을 가진 천체에 다가간 행성은 금방 조석력의 차이에 의해 산산조각나 버린다. 블랙홀에 가까운 부위의 중력과 멀리 떨어진 부위의 중력이 다르므로 이 차이에 의해서 마치 잡아당기는 힘이 생기기 때문이다. 산산 조각난 행성은 잘게 부서진 다음 일부는 블랙홀의 경계인 사상의 지평면 안으로 흡수되어 영원히 사라지게 된다. 나머지 일부는 제트(jet)라는 행태로 뿜어져 나오게 된다. 유럽 우주국(ESA)의 과학자들이 구상성단 NGC 6388을 인테그랄(INTEGRAL) 감마선 우주 망원경으로 관측했을 때도 이와 같은 현상이 일어나는 것으로 보였다. 그러나 과학자들이 이 과정을 더 상세히 관측하기 위해 나사의 찬드라 X 선 망원경으로 다시 관측을 시행하자 의외의 결과가 나왔다. 알고 보니 행성을 잘게 부서서 잡아먹는 천체가 이 구상성단 중앙에 있는 블랙홀이 아니라 근방에 있는 다른 천체였던 것이다. 이탈리아 국립 천체물리학 연구소의 멜라니아 델 산토(Melania Del Santo)와 그 동료들은 나사의 찬드라 X선 망원경, 그리고 스위프트 감마선 망원경을 이용해서 이 미지의 천체를 연구했다. 그 결과 이 현상을 일으키는 천체의 정체가 바로 백색왜성이라는 사실을 밝혀냈다. 백색왜성은 블랙홀과 마찬가지로 '이빨'을 가지고 있지는 않지만, 위에서 설명한 조석력의 차이 덕분에 행성을 잘게 조각내 먹어치울 수 있다. 백색왜성은 태양 같은 별이 마지막 단계에서 핵융합 반응을 중단하고 남은 잔재들이 뭉쳐 만들어진다. 크기는 지구만 해도 질량은 별만큼 크기 때문에 그 표면 중력은 태양보다 1만 배나 크다. 과학자들의 분석에 따르면 이 백색왜성의 질량은 태양의 1.4배 수준으로 아슬아슬하게 백색왜성과 중성자별의 경계에 걸쳐있다. 조각난 행성의 질량은 지구의 3배 정도였던 것 같다. 아마도 이 행성은 백색왜성이 된 별이 살아있을 때, 그 주변을 공전하던 행성이었을 것이다. 별의 생명이 끝나고 백색왜성으로 축소되는 순간까지 수십억 년 이상을 살아남은 행성이지만, 결국 다 끝나고 나서 백색왜성에 삼켜지는 운명이 된 셈이다. 50억 년이 지나면 태양 역시 같은 길을 걷게 된다. 태양이 크게 부풀어 올라 적색거성이 되면, 수성과 금성은 바로 태양에 삼켜질 것이다. 지구의 운명은 확실치 않지만 살아남을 가능성을 높게 보고 있다. 적색거성 이후 단계는 백색왜성이다. 만약 지구가 이 시기까지 살아남았다고 해도 운이 없다면 이 행성처럼 백색왜성에 끌려가 최후를 맞이할 수도 있다. 어느 쪽이든 우리 인간은 상상하기 어려운 먼 미래의 일이지만, 과학자들은 다른 별과 행성을 연구해서 지구나 다른 행성들의 미래를 예언할 수 있다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

항성은 그 중심핵에서 발생하는 수소 핵융합 반응으로부터 에너지를 공급받으며 빛을 내는 별을 일컫는다. 이 핵융합 반응이 일어나려면 별의 내부 온도가 1천만 도를 넘어야 하는데, 그러기 위해서는 별의 질량이 일정한 수준을 넘어야 한다. 항성이 되기 위한 최소질량은 태양 질량의 8.3% 또는 목성의 87배 정도가 되어야 한다. 그 이하의 질량에서는 내부의 압력이 지속적인 수소 핵융합 반응을 유지하기에는 부족하기 때문에 항성으로서 빛나는 것이 불가능하다. 이처럼 질량부족으로 항성이 못된 천체를 갈색왜성이라 한다. ​ 지금까지 우리은하에서 지름이 측정된 항성들 중에서 가장 작은 항성은 용골자리에 있는 쌍성계인 OGLE-TR-122에서 발견되었다. 이 쌍성계는 태양과 비슷한 주성과, 항성 질량의 하한선 근처에 있는 작은 반성 OGLE-TR-122b로 이루어져 있는데, 이 반성이 지금까지 발견된 항성 중에서 가장 작은 것으로 밝혀졌다. 이 별은 갈색왜성이 되지 않고 항성으로서 빛날 수 있는 최소질량 한계에 가까운 항성이다. 이 항성계는 작은 쪽이 큰 별을 가리는 현상을 통해 발견되었다. 두 구성원의 공전 주기는 7.3일이다. 반성 OGLE-TR-122b의 반지름은 태양의 12%로17만km에 불과하다. 이는 지구의 13배 남짓이고, 목성보다 겨우 20% 정도 더 큰 수치이다. 반성의 질량은 태양의 9%(또는 목성의 약 95배 정도)로, 이 별의 밀도가 태양의 50배에 달하는 것을 알 수 있다. 이 별은 용골자리 방향으로 3200광년 거리에 있다. OGLE-TR-122b에서 OGLE는 Optical Gravitational Lensing Experiment의 약자로, 항성의 광도변화를 측정해서 그 항성 주위를 도는 행성을 발견하고 암흑물질을 관측하는 프로젝트 이름이다. OGLE-TR-122b가 주성 앞을 지나가면서 가리는 현상이 관측되었기 때문에, b는 목성 크기 정도의 별이 실제로 존재함을 입증하는 첫 번째 사례가 되었다. 만약 목성이 지금보다 조금만 더 질량이 컸다면 우리 태양계도 태양이 둘인 세계가 되었을 것이다. OGLE-TR-122b의 모항성 밝기는 태양과 비슷하지만, 두 별이 매우 근접해 있기 때문에 현재 기술로 이 둘을 구분할 수 있는 해상도를 가진 영상을 얻기는 어렵다. ​ 이런 조그만 항성은 표면온도도 낮아서 상당히 어두운데다 맨눈으로 보면 붉은색을 띠기 때문에 적색왜성이라 부른다. 이들은 중력이 약해 연료인 수소를 소모하는 속도가 상당히 느리다. 태양과 같이 질량이 큰 항성들이 중심핵의 연료만을 사용하고 수명을 다하는 것과는 달리 적색왜성은 별 전체의 연료를 사용할수 있기 때문에 그 수명이 상당히 길다. 태양 질량의 10%인 적색왜성의 경우 그 수명이 무려 10조 년이나 된다. 현재 우주의 나이가 138억 년임에 비추어볼 때 거의 '영원'에 가까운 엄청난 수명인 셈이다. 이처럼 적색왜성은 우주에서 '장수의 종결자'이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

2015년은 태양계 탐사에서 기념비적인 해가 될 예정이다. 올해 안에 인류가 왜행성(dwarf planet)으로 분류한 천체에 최초로 탐사선이 도달하기 때문이다. 그것도 하나가 아니라 동시에 두 개가 도달한다. 이미 지난 3월 세레스에 도달한 던(Dawn)과 올해 7월 명왕성에 도달 예정인 뉴 호라이즌스호(New Horizons)가 그 주인공이다. 나사의 두 탐사선 가운데 먼저 세레스에 도달한 던은 세레스 주변을 도는 인공위성이 되어 적어도 11개월 이상 장기간 탐사를 진행할 예정이다. 던은 세레스 주변을 공전하면서 단계적으로 고도를 낮춰 표면을 정밀하게 관측하고 지도를 작성할 예정이다. 이에 앞서 3월에 수집한 자료를 모아 지도가 공개되었는데, 생각보다 여러 가지 알록달록한 색을 지닌 표면이 드러나 과학자들의 관심을 끌고 있다. 사실 과학자들은 이미 허블 우주 망원경 관측을 통해 세레스의 표면이 단순하지 않다는 사실을 알고 있었다. 그러나 이렇게 다양한 형태와 색상을 지니고 있을 것이라고는 생각하지 못했다. 가장 의아한 부분은 밝은 흰색 점으로, 세레스 전체에서 밝은 점을 무려 10개나 발견할 수 있었다. 나사의 과학자들은 여기에 Spot 1에서 Spot 10까지 임시 명칭을 부여했다. 던 탐사선의 가시 및 적외선 지형 분광기(Visible and Infrared Mapping Spectrometer)로 이를 관측하자 의문은 더 커졌다. 열 영상에 의하면 Spot 1은 주변부보다 온도가 낮지만, Spot 5는 주변부와 온도가 비슷한 것으로 드러났기 때문이다. 가시광으로 보면 둘 다 흰색 점이지만, 열 영상에서 Spot 1은 검게 보이고 Spot 5는 사라진다. 세레스 표면의 흰 점에 대해서, 과학자들은 화산 활동에 의한 것일 가능성을 조심스럽게 제시했지만, 현재는 확실치 않은 상태이다. 이 밝은 점을 포함한 세레스의 여러 의문점은 결국 던이 보내올 상세한 관측 결과를 분석해야만 풀리게 될 것으로 생각된다. 과학자들은 지름 950km의 세레스가 초기 태양계의 비밀을 간직하고 있다고 생각한다. 1801년, 첫 발견 이후 미지의 소행성이었던 세레스의 비밀은 이제 하나씩 우리 앞에 그 정체를 드러낼 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-달 표면의 용암 지형 분석 발표 달 표면은 황량하기 이를 데 없는 암석과 분화구, 모래로 이뤄져 있다. 아무래도 사람이 살만한 장소는 아니다. 그런데 그 아래는 어떨까? 현재까지 달 지하에 대해서는 잘 모르는 부분들이 많다. 미국 퍼듀대학의 제이 멜로쉬(Jay Melosh) 교수는 지난달 열린 ‘달 및 행성 과학 학회’(Lunar and Planetary Science Conference)에서 달 표면 아래 지하에는 거대한 용암 동굴(Lava tube)이 있을지도 모른다고 주장했다. 현재는 달의 내부가 거의 식은 상태로 생각되지만, 달 역사의 초창기에는 활발한 화산 활동과 용암 분출이 있었던 것으로 생각된다. 이와 같은 사실은 현재 달 표면에 남아있는 다양한 화산 지형에 의해 확인된다. 심지어는 수십 억 년 전이 아니라 비교적 최근인 5,000만 년 전의 화산 활동의 증거가 발견된 적도 있다. 퍼듀대학의 연구팀은 달 표면의 용암 지형을 분석해 달 지하에 얼마나 큰 용암 동굴이 존재할 수 있는지를 분석했다. 지구에서의 연구를 통해 매우 거대한 크기의 용암 동굴도 생길 수 있다는 것은 잘 알려졌다. 따라서 과거에 달에 존재하는 용암 동굴에 대해서 논의가 오간 적은 있지만, 대략적인 크기를 추정할 만한 구체적인 연구는 부족했다. 연구팀에 의하면 달 표면에 있는 대규모 용암 지형인 사행 열구(sinuous rilles)의 크기와 그 지하에 존재할 수 있는 용암 동굴의 크기를 분석했다. 이들에 의하면 달에는 폭이 10km도 넘는 거대한 사행 열구가 존재하는데, 용암 동굴의 크기도 그 정도까지 커질 수 있다고 한다. 하지만 이렇게 큰 용암 동굴이 형성되면 자체 무게를 이기지 못하고 무너질 수도 있다. 연구의 주저자인 퍼듀대학의 데이비드 블레어(David Blair)는 달의 지하에 용암 동굴이 생성되는 경우 어느 정도 크기까지 안정하게 있을 수 있는지를 조사했다. 그 결과는 1km가 넘는 거대한 용암 동굴이라고 해도 만약 아치 형태라면 충분히 견고하게 유지될 수 있는 것으로 나타났다. 형태와 동굴 주변의 지질 상태에 따라서는 아마도 5km 나 되는 거대한 크기도 가능할지 모른다는 것이 연구팀의 추산이다. 블레어의 설명에 의하면 이는 달이기 때문에 가능한 일이라고 한다. 달의 중력은 지구의 6분의 1 수준에 불과하므로 거대한 용암 동굴이 살아남기에는 더 적합한 환경이라는 것이다. 일단 지지해야 할 하중이 6분의 1로 줄어든다. 지구에서라면 문제 될 수도 있는 물에 의한 균열과 침식 작용도 달에서는 없다. 미래 달에 인류의 터전을 건설하게 된다면 이런 거대 동굴들은 도시를 건설할만한 크기의 안전한 공간을 제공할 수 있다. 달에는 대기와 강력한 자기장이 없으므로 태양과 다른 우주에서 날아오는 고에너지 입자와 방사선에 그대로 노출될 수밖에 없다. 이를 피할 수 있는 가장 좋은 방법은 지하로 숨어드는 것이다. 물론 인류가 달에 도시를 건설하는 것은 먼 미래의 일이 될 것이다. 그리고 이 연구는 이론적인 추정일 뿐이지 실제 거대 용암 동굴의 존재를 입증해 보인 것도 아니다. 하지만 미래 달 탐사에서 흥미로운 목표를 제시한 점은 분명하다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

농심이 판매하는 백두산 물 ‘백산수’는 몸에 좋은 미네랄과 백두산이 주는 청정한 이미지 덕분에 출시 2년 만에 생수시장 2위에 올랐다. 백산수는 백두산 천지물을 수원으로 하고 있는 게 특징이다. 백산수는 20억t의 백두산 천지물이 평균 수백미터 두께의 현무암층과 부석층(용암이 잘게 부서져 쌓인 층)을 통과한 물이다. 이렇게 50여㎞의 백두산 속살을 흐르는 동안 우리 몸에 유익한 실리카 성분과 각종 미네랄 성분을 머금고 백산수의 수원지인 내두천에서 자연적으로 솟아오른다. 농심은 이 내두천에서 솟아오른 물을 그대로 병 속에 담았다. 백산수의 장점은 청정함이다. 백두산의 지표면은 화산재가 점토화된 불투수층으로 빗물과 각종 외부 오염물질의 유입이 근원적으로 차단된다. 또 천지부터 내두천에 이르는 광범위한 지역은 국가 원시림보호구역으로 지정돼 철저히 관리되고 있다. 농심 관계자는 “농심은 내두천으로부터 3.7㎞ 떨어진 생산라인까지 송수관을 연결해 백두산 청정 원시림을 훼손하지 않으면서 오염을 원천적으로 차단하고 있다”고 설명했다. 백산수의 또 다른 장점은 풍부한 수량이다. 백두산 천지는 주로 강우에 의해 일평균 50만t의 물이 꾸준히 유입되고 있고 내두천 용천수도 하루 2만 5000t에 이른다.

-달 표면의 용암 지형 분석 발표 달 표면은 황량하기 이를 데 없는 암석과 분화구, 모래로 이뤄져 있다. 아무래도 사람이 살만한 장소는 아니다. 그런데 그 아래는 어떨까? 현재까지 달 지하에 대해서는 잘 모르는 부분들이 많다. 미국 퍼듀대학의 제이 멜로쉬(Jay Melosh) 교수는 지난달 열린 ‘달 및 행성 과학 학회’(Lunar and Planetary Science Conference)에서 달 표면 아래 지하에는 거대한 용암 동굴(Lava tube)이 있을지도 모른다고 주장했다. 현재는 달의 내부가 거의 식은 상태로 생각되지만, 달 역사의 초창기에는 활발한 화산 활동과 용암 분출이 있었던 것으로 생각된다. 이와 같은 사실은 현재 달 표면에 남아있는 다양한 화산 지형에 의해 확인된다. 심지어는 수십 억 년 전이 아니라 비교적 최근인 5,000만 년 전의 화산 활동의 증거가 발견된 적도 있다. 퍼듀대학의 연구팀은 달 표면의 용암 지형을 분석해 달 지하에 얼마나 큰 용암 동굴이 존재할 수 있는지를 분석했다. 지구에서의 연구를 통해 매우 거대한 크기의 용암 동굴도 생길 수 있다는 것은 잘 알려졌다. 따라서 과거에 달에 존재하는 용암 동굴에 대해서 논의가 오간 적은 있지만, 대략적인 크기를 추정할 만한 구체적인 연구는 부족했다. 연구팀에 의하면 달 표면에 있는 대규모 용암 지형인 사행 열구(sinuous rilles)의 크기와 그 지하에 존재할 수 있는 용암 동굴의 크기를 분석했다. 이들에 의하면 달에는 폭이 10km도 넘는 거대한 사행 열구가 존재하는데, 용암 동굴의 크기도 그 정도까지 커질 수 있다고 한다. 하지만 이렇게 큰 용암 동굴이 형성되면 자체 무게를 이기지 못하고 무너질 수도 있다. 연구의 주저자인 퍼듀대학의 데이비드 블레어(David Blair)는 달의 지하에 용암 동굴이 생성되는 경우 어느 정도 크기까지 안정하게 있을 수 있는지를 조사했다. 그 결과는 1km가 넘는 거대한 용암 동굴이라고 해도 만약 아치 형태라면 충분히 견고하게 유지될 수 있는 것으로 나타났다. 형태와 동굴 주변의 지질 상태에 따라서는 아마도 5km 나 되는 거대한 크기도 가능할지 모른다는 것이 연구팀의 추산이다. 블레어의 설명에 의하면 이는 달이기 때문에 가능한 일이라고 한다. 달의 중력은 지구의 6분의 1 수준에 불과하므로 거대한 용암 동굴이 살아남기에는 더 적합한 환경이라는 것이다. 일단 지지해야 할 하중이 6분의 1로 줄어든다. 지구에서라면 문제 될 수도 있는 물에 의한 균열과 침식 작용도 달에서는 없다. 미래 달에 인류의 터전을 건설하게 된다면 이런 거대 동굴들은 도시를 건설할만한 크기의 안전한 공간을 제공할 수 있다. 달에는 대기와 강력한 자기장이 없으므로 태양과 다른 우주에서 날아오는 고에너지 입자와 방사선에 그대로 노출될 수밖에 없다. 이를 피할 수 있는 가장 좋은 방법은 지하로 숨어드는 것이다. 물론 인류가 달에 도시를 건설하는 것은 먼 미래의 일이 될 것이다. 그리고 이 연구는 이론적인 추정일 뿐이지 실제 거대 용암 동굴의 존재를 입증해 보인 것도 아니다. 하지만 미래 달 탐사에서 흥미로운 목표를 제시한 점은 분명하다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구는 생성 이후 지금까지 수많은 소행성과 혜성의 공격을 받았다. 지금도 먼지처럼 작은 운석 조각들은 지구 대기를 끊임없이 방문하고 있다. 가끔 지표로 떨어지는 운석은 귀한 몸으로 대접받기도 한다. 매년 혜성이 남긴 먼지층을 통과할 때면, 지구의 밤하늘은 비처럼 쏟아지는 유성우의 낭만에 젖는다. 하지만 2013년, 러시아 첼랴빈스크 시 인근 지역을 강타한 거대 운석 폭발은 소행성 충돌이 지구에 가져올 수 있는 잠재적인 위험에 대해서 다시 각인시켰다. 13~17m 사이 크기로 추정되는 소행성이 공중에서 폭발해 핵폭탄급 파괴력을 보여줬는데, 다행히 지표면 근처에서 폭발하지 않아 피해는 크지 않았지만 적지 않은 유리창이 깨지면서 많은 사람이 다쳤다. 미국 항공우주국(NASA) 및 유럽 우주국(ESA)의 과학자들과 세계 각국의 천문학자들은 이와 같은 소행성이 언제 다시 지구를 방문하게 될지 촉각을 곤두세우고 있다. 이것을 미리 발견하고 대책을 세우는 일은 천문학으로 인명을 구할 수 있는 흔치 않은 기회다. NASA는 지구 근접 천체(NEOs, Near-Earth Objects)와 잠재적 위험 소행성(PHA, potentially hazardous asteroid)의 리스트를 만들어 놓고 지구에 가까이 올 수 있는 소행성과 혜성들을 감시 중이다. 그런데 최근 소행성 하나가 천문학자들 사이에서 논쟁이 되고 있다. 이 지구 근접 소행성의 이름은 2012 TC4라는 생소한 명칭이지만, 한 가지 사실 때문에 논쟁거리가 되고 있다. 그 사실이란 이 소행성이 2017년 10월 12일, 지구에서 대략 9만4,800km 떨어진 지점까지 접근한다는 것이다. 이 정도 거리라면 지구에서 매우 가깝기는 하지만 충돌할 가능성은 없어 보인다. 문제는 이 예상 값에는 어느 정도 오차가 생길 수 있다는 점이다. 소행성 2012 TC4의 정확한 크기는 분명치 않지만 작게는 10m에서 크면 40m까지 가능하다는 분석이 나오고 있다. 만약 40m 크기이고 철이 주성분이라면 지구표면까지 내려와 큰 분화구를 만들 능력이 있다. 물론 핵무기급 폭발도 동시에 일어날 것이다. 따라서 천문학자들은 이 소행성의 지구 충돌 가능성을 두고 논쟁을 벌이고 있다. ESA의 추정으로는 실제 충돌 가능성은 100만분의 1 수준에 지나지 않을 것이라고 한다. 텍사스 대학의 다른 과학자는 0.00055%라는 예측값을 내놓았다. 그러나 이 소행성이 크기가 작아서 그 궤도는 약간 불안정하다. 운이 좋으면 지구에서 더 멀어질 수도 있지만, 경우에 따라서는 반대로 가까워질 수도 있다. 정확한 충돌 확률은 2017년이 가까워지면 확실해질 것이다. 그런데 만약에라도 이 소행성이 정말 지구에 충돌할 가능성이 있다면 대책은 있을까? NASA와 ESA는 미래 소행성 충돌을 막기 위한 몇 가지 연구 프로젝트를 동시에 진행 중이다. 문제는 이 해결책을 테스트하는 것이 2020년 이후라는 것이다. 만약 그 전에 소행성이 진짜 지구로 다가올 경우 마땅한 해결책이 없다. 현 단계에서 할 수 있는 가장 좋은 대책은 미리 경보를 울려 대피를 시키는 것이다. 쓰나미 경보가 쓰나미 자체를 막을 순 없어도 쓰나미로 인한 인명 피해를 줄일 수 있는 것과 마찬가지이다. 다만 소행성이 충돌할 수 있는 범위가 넓다는 점이 문제다. 천문학자들은 소행성 2012 TC4의 더 정확한 예상 경로를 알아내기 위해서 노력하고 있다. 다행히 이 소행성이 지구에 충돌할 가능성은 0%는 아니지만, 매우 낮다. 그런 만큼 좀 더 연구는 필요하겠지만, 지금부터 걱정할 필요는 없을 것 같다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구 표면의 3분의2는 바다가 차지하고 있다. 지구상에서 가장 많은 것은 바로 물인 것 같다. 바닷물 외에도 육지의 강물, 호수, 계곡 그리고 땅속의 지하수까지 있으니 말이다. 이 때문에 많은 사람들이 물을 아끼는 것에 인색하다. 그래서 언제부턴가 물이 부족하기 시작했다. 지금 이 순간에도 물이 없어 고통받고 있는 사람들이 지구촌 곳곳에 있다. 얼마 전 미국의 캘리포니아주는 167년 만의 심한 가뭄으로 주지사가 절수(節水) 명령까지 내렸다. 우리도 물의 유한함과 중요성을 널리 알리고 물 절약을 실천할 때다. 물은 먹고 씻는 기본적인 생활을 누릴 수 있게 할 뿐만 아니라 인간에게 없어서는 안 될 소중한 존재다. 과거 물을 잘 다스리고 이용했던 지역에서는 문명이 발생했지만, 물을 잘 이용하지 못한 곳은 찬란했던 문명도 사라지기 일쑤였다. 3000년 전 세계 4대 문명의 발생지도 처음에는 나일강, 인더스강, 유프라테스강, 황하강과 같은 풍부한 물을 기반으로 발달했다. 하지만 강 유역 숲이 망가지면서 가뭄과 홍수가 반복되고, 이로 인한 식량 부족으로 전쟁이 일어나면서 결국에는 문명까지 소멸되고 말았다. 그래서 예전부터 숲과 물의 관계를 치산(治山)과 치수(治水)라 해 하나로 본 것이다. 그렇다면 숲과 물은 어떤 긴밀한 관계를 맺고 있을까. 우리나라 연간 강수량을 양으로 환산하면 1297억t이다. 이 가운데 산림으로 떨어지는 물의 양은 830억t이고 이 중 192억t가량이 산림에서 저장하는 양이다. 이때 청년기의 나무들이 빽빽하게 서 있으면 증발산량이 많아 물 소비가 많아진다. 또 숲이 너무 많이 우거져 있으면 숲 바닥으로 햇빛이 닿지 못해 하층식생의 생육이 곤란해진다. 이는 생물종 다양성이 낮아질 뿐 아니라 낙엽층의 분해와 뿌리 발달에 영향을 주어 숲의 수원함양 효과가 낮아지는 결과를 초래한다. 솎아베기(간벌)와 가지치기, 덩굴류 제거 등 지속적인 숲 가꾸기가 필요한 이유다. 숲을 잘 가꿔 토양을 개선하면 홍수 때 흘러가는 물을 상당 부분 막을 수 있다. 이 물은 전체의 약 4.4%, 양으로는 57억t에 해당된다. 숲을 가꾸면 이만큼의 물을 더 저장할 수 있는 것이다. 우리나라는 영국, 남아공 등 11개국과 함께 유엔에서 정한 ‘물 부족 국가’다. 연평균 강수량은 1277㎜로 세계 평균 807㎜를 훨씬 넘어서지만, 1인당 연 강수 총량이 2629㎥로 세계 평균 1만 6427㎥의 6분의1에 불과하다. 이는 강수량의 3분의2가 여름철 장마기에 집중되는 데다 백두대간을 중심으로 전 국토가 동고서저(東高西低)의 산악 지형을 하고 있어 비가 오면 하천물이 한꺼번에 강이나 바다로 흘러 들어가기 때문이다. 이는 숲 가꾸기가 절실한 이유이기도 하다. 숲 가꾸기는 나무의 가지와 가지가 서로 맞닿기 시작할 때부터 주기적이고 반복적으로 해야 한다. 숲을 솎아 주면 햇빛이 충분히 들어와 바닥에 쌓여 있는 낙엽을 빨리 썩게 한다. 썩은 낙엽은 흙과 섞여 유기물이 많아지고 스펀지처럼 더 많은 물을 머금게 된다. 3월 22일은 ‘세계 물의 날’이었다. 유엔환경개발회의(UNCED) 세계물위원회는 1997년부터 3년마다 ‘세계물포럼’을 개최하고 있다. 지난 12일 제7차 포럼이 개막됐다. 17일까지 대구와 경주에서 포럼은 계속된다. 국립산림과학원은 이번 포럼에서 맑고 깨끗한 물의 지속 가능한 공급을 위해 산림 생태계 서비스 증진에 관한 워크숍을 진행한다. 이번 세계물포럼 개최를 계기로 우리는 국제 사회에서 물 관련 이슈의 주도권을 갖고 물 관리 기술과 경험을 전 세계와 공유할 수 있는 기회를 마련해야 할 것이다. 아울러 이번 물 포럼을 통해 짧은 기간 동안 치산 녹화에 성공한 우리의 경험을 알릴 필요가 있다. 이 자리가 우리나라 산림이 갖고 있는 수원함양 기능과 같은 생태계 서비스 가치에 대한 국민적 인식을 높일 수 있는 기회가 되기 바란다. 숲의 건강은 국토의 건강이자 지구의 건강을 의미한다. 홍수와 가뭄 등 물 부족 시대에 숲의 건강성 유지와 산림의 녹색 댐 기능 증진만이 기후변화 시대에 온실가스 감축과 지속 가능한 물 자원 확보를 동시에 달성할 수 있는 유일한 수단이 될 것이다.

신비로운 고리로 유명한 토성의 달 중에는 ‘데스 스타’(Death Star·죽음의 별)라 불리는 특이한 별칭의 위성이 있다. 바로 토성으로부터 18만 6000km 떨어진 궤도를 22시간 37분을 주기로 공전하는 위성 미마스(Mimas)다. 이 위성에 ‘죽음의 별’이라는 무시무시한 별칭이 붙은 이유는 영화 ‘스타워즈’ 속 제국군의 요새인 데스 스타의 모습과 닮았기 때문이다. 지난 13일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 토성탐사선 카시니호가 촬영한 환상적인 토성의 고리와 미마스의 모습을 공개해 관심을 끌고있다. 사진 속 토성의 고리 우측 상단에 보이는 위성이 바로 미마스다. 픽셀당 15km인 이 사진은 지난 2월 16일 촬영된 것으로 미마스와 카시니호 사이의 거리는 약 250만 km다. 재미있는 점은 토성 덕에 미마스가 카메라에 포착됐다는 사실이다. 사실 지름 390km의 미마스는 스스로 빛을 내는 천체가 아닌 까닭에 잘 보이지 않는다. NASA 측은 "토성의 대기가 멀리서 오는 태양빛을 반사해 주위를 비춘 덕에 카시니호에 미마스가 포착된 것" 이라면서 "우리 달의 어두운 부분을 엷게 비추는 지구의 반사광과 같은 원리" 라고 밝혔다. 한편 지난해 10월 미국 코넬 대학 등 국제 공동연구팀은 미마스 표면 속에 거대 바다 혹은 럭비공 모양의 거대 바위가 숨겨져 있는 것으로 보인다는 논문을 발표해 화제를 모았다. 논문의 선임저자 라드완 타제딘 박사는 “미마스의 울퉁불퉁한 외양으로 봐서는 그 안에 물과 같은 ‘특별한 것’이 있을 것이라 상상이 되지 않는다” 면서 “만약 실제 물이 있는 것으로 확인된다면 토성의 달 엔셀라두스와 타이탄에 이어 태양계 내 새로운 오션 월드(ocean worlds) 멤버가 되는 셈”이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지금으로 부터 6500만 년 전. 지금의 멕시코 유카탄 반도에 거대한 소행성(혹은 운석)이 떨어졌다. 이 충돌 이후 일어난 '핵겨울' 현상으로 생물 60~80%가 사라졌으며 특히 당시 지구를 주름잡던 공룡이 멸종했다는 것이 지금까지 학계의 정설로 받아들여지고 있다. 미국 등 국제공동연구팀이 소행성 충돌 이후 생겨난 지름 180km에 달하는 '칙술루브 크레이터'에 구멍을 뚫는 프로젝트를 시작할 것으로 알려져 관심을 끌고있다. 최근 미국 텍사스 대학 신 굴릭 교수는 "오는 2016년 봄부터 칙술루브 크레이터의 1500m 속까지 구멍을 뚫어 샘플을 채취하는 작업을 시작할 것" 이라고 발표했다. 이 프로젝트는 소위 땅 속에 묻혀있는 '과거의 비밀'을 밝혀내는 목적으로 시작됐다. 곧 소행성 충돌 이후 당시의 자연 환경이 어떻게 변했는지를 들여다보는 것으로 연구팀은 적어도 1000만년~1500만년 전의 상황을 밝혀낼 수 있을 것으로 전망하고 있다. 그간 학계에서는 소행성 충돌에 대해서는 이론의 여지가 없으나 대멸종 원인에 대해 서로 다른 연구결과를 발표했다. 소행성 충돌로 발생한 열로 인해 공룡과 식물들이 소위 '싹쓸이' 됐다는 이론, 충돌로 인해 떠오른 먼지가 하늘을 덮으면서 태양광이 표면에 닿지않아 동식물이 멸종했다는 이론, 또한 충돌로 생성된 삼산화황이 수증기와 결합하면서 황산비가 내렸다는 이론 등이 그것이다. 함께 연구에 참여하는 영국 에딘버러 대학 로리 하덴 박사는 "당시 어떤 이유로 대멸종 사건이 일어났는지 아직은 불분명하다" 면서 "이번에 고생물학자, 지질학자 등의 공동 연구를 통해 오랜시간 소설같이 결론지어온 이론에 대한 정답을 찾아나갈 수 있을 것" 이라고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

뇌에 이식한 전극을 통해 ‘생각만’으로 로봇 팔을 자유자재로 움직일 수 있는 사지마비 여성이 이제는 스텔스 전투기를 조종해 자유롭게 하늘을 날 수 있게 됐다. 미국 워싱턴포스트에 따르면, 미 국방부 청사 펜타곤에서는 방위고등연구계획국(DARPA)과 피츠버그대학 병원이 ‘획기적인 신경신호 연구’라는 프로젝트를 추진하고 있다. 프로젝트의 중심인물은 잔 슈에르만(55)이라는 여성으로, 양손과 양다리 모두 움직일 수 없는 사지마비 환자다. 프로젝트팀은 슈에르만을 대상으로 ‘생각만’으로 지금까지 움직일 수 없었던 획기적인 보철물을 개발하는데 임하고 있다. 슈에르만은 2012년 뇌 표면에 임플란트 두 개를 이식받는 수술을 받았다. 여기에는 전극 192개가 달려 있고 한 번에 뉴런 270개의 활동을 기록할 수 있는데 인간의 뇌에서 동시에 측정되는 뉴런 수로는 사상 가장 높은 수치다. 이를 통해 슈에르만은 ‘생각만’으로 로봇 팔을 자유자재로 움직이는데 성공했다. 슈에르만이 프로젝트에 참가하게 된 계기는 휠체어에 앉은 인간이 ‘생각만’으로 자유자재로 움직이는 영화를 본 것에 있었다. 휠체어까지는 아니지만 슈에르만은 새로운 로봇 팔을 위아래나 앞뒤로 움직여 물건을 잡는 등 자신이 하고 싶은 행동을 할 수 있게 됐다. 물론 슈에르만이 처음부터 로봇 팔을 자유자재로 움직일 수 있던 것은 아니다. 수술한지 11일 경과한 2012년 2월 21일부터 슈에르만은 뇌파로 직접 로봇 팔을 움직이는 실험에 참가했다. 당시 그녀의 조작은 서투르고 불안정했지만 그해 3월엔 책상 위에 놓인 작은 조각도 집어 원하는 위치까지 움직일 수 있었다. 그 밖에도 주먹 크기의 입방체나 잡기 어려운 물체까지 손쉽게 잡을 수 있었다. 심지어 원통형 종이까지 모양을 망가뜨리지 않고 움직이는 데도 성공했다. 마침내 그녀는 혼자 초콜릿과 같은 음식을 먹는 것도 성공해냈다. 슈에르만은 마비의 범위가 점차 확장돼 가는 매우 드문 유전 질환을 갖고 있다. 증상은 2003년부터 나타나 2012년에 사지 모두가 마비됐다. 슈에르만의 뇌에 삽입된 전극은 뇌의 대뇌피질에 있는 운동 제어 영역인 왼쪽 운동피질에 이식돼 있다. 왼쪽 운동피질은 오른손의 움직임을 제어하는 영역으로 인식돼있다. 하지만 슈에르만은 왼쪽 운동피질에 포함된 전극을 사용해 오른손과 왼손을 본뜬 로봇 팔을 모두 움직이는 실험에도 성공해 연구팀 역시 놀랄 수밖에 없었다고 한다. 슈에르만은 2012년 로봇 팔을 자유롭게 조작할 수 있게 됐다. 하지만 DARPA와 피츠버그대 의료센터가 하는 실험은 인간의 보철에 관한 것만이 아니다. 프로젝트는 새로운 신경신호에 관한 혁신적인 실험도 하고 있다. 슈에르만도 이 실험에 참가하고 있는데 미국이 개발중인 스텔스 전투기 F-35를 ‘생각만’으로 비행하는데 성공한 것이다. 물론 그녀가 F-35에 직접 탑승해 비행한 것이 아니라 전용 시뮬레이터에서 성공했다는 것이다. 이는 미군의 정식 조종사들이 사용하는 시뮬레이터로, 슈에르만은 손과 발 등을 일절 사용하지 않고 ‘생각만’으로 자유자재로 F-35와 다른 비행기를 조종하는 데 성공했다. DARPA의 아라티 프라하카르 국장은 “그녀는 시뮬레이터에서 정말 날고 있는 것”이라고 말했다. 슈에르만은 평소 시뮬레이터를 사용하는 정규 조종사들과 달리 조종간으로 비행기를 조종하는 것이 아니라, 비행기 전체를 직접 제어해 비행에 성공하고 있다. 실제로 슈에르만이 F-35를 날리는 시뮬레이터의 영상을 보면, 비행하고 있는 것은 보통의 비행기다. 그녀는 몇 차례나 비행기의 기수를 조정하면서 비행했다. 한 번이라도 실수하면 대파해버릴 듯한 좌우 절벽 사이에서도 여유롭게 비행했다. 다음 날에는 첫 번째 비행기보다 8배 빠른 속도로 비행하는 F-35였다. 그녀는 이 비행기 역시 놀라운 솜씨로 조종하는데 마치 에어쇼를 하듯 자유롭게 궤도를 그렸다. 프라하카르 국장은 “이 연구결과로, 우리는 미래의 뇌를 ‘몸’이라는 제한에서 해방할 수 있는 미래를 그릴 수 있다”고 말했다. DARPA의 생물기술실(DTO)의 제프리 리드 실장은 “닐 암스트롱이 달 표면을 걷는 모습을 TV에서 봤을 때와 마찬가지로 슈에르만이 로봇 팔을 움직이는 모습을 볼 때 매우 감동했다”고 말했다. 슈에르만의 실험결과를 보철 및 군사 기술에 응용하려면 아직 갈 길이 멀지만, DARPA는 미 국방부의 실험기관으로 미지의 연구를 추진할 것이다. 프라하카르 국장은 “우리는 안전한 길만 갈 수는 없다. 그런 행위는 우리에게 임무 방해가 될 것”이라고 말했다. 사진=DARPA, 피츠버그대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국의 과학자들이 스마트폰을 사용한 지진 조기 경보 시스템 개발을 진행하고 있다고 과학전문 매체 라이브사이언스가 10일(현지시간) 보도했다. 미국 지질조사국(USGS)을 비롯한 미국의 과학자들은 요즘 스마트폰 대부분에 GPS 장치가 탑재되는 것을 주목, 이를 통해 지진 조기 경보 시스템을 제공할 수 있음을 보여주고 있다. 이는 두 종류의 지진파가 시간 차이를 두고 발생하는 원리에 착안한 것. 지진이 발생하면 P파로 불리는 지진파가 날카로운 충격을 전달한다. 이어 시간을 두고 S파로 불리는 지진파가 느리지만 강력한 흔들림을 전달한다. 지진이 발생한 단층에 설치된 지진계는 P파를 관측하고 S파가 도착하기 전 멀리 떨어진 도시와 같은 인구밀집 지역에 경고를 보낼 수 있다. 이는 단 몇 초에서 몇 분 정도밖에 안 될 수 있지만, 사람들이 안전하게 몸을 숨기거나 기차와 같은 교통 수단을 멈추고 중요한 수술을 임시 중단하는 데는 충분한 시간이다. 연구를 이끈 USGS의 지구물리학자 사라 민슨 박사는 “(P파 발생 후) 단 몇 초만 확보해도 엄청나게 도움이 될 수 있다”고 말했다. 세계적인 학술지 사이언스 자매지인 사이언스 어드밴스(Science Advances) 최신호(4월10일자)에 따르면, 스마트폰에 장착된 GPS 센서로 진도 7 이상의 주요 지진에 대한 조기 경보를 제공할 수 있다. 이들은 이미 컴퓨터 모델링을 통해 스마트폰을 사용한 조기 경보 시스템을 시험했다. 올해 안에 칠레에서 먼저 시험 도입하는 작업도 계획 중이다. 스마트폰을 사용한 GPS 조기 경보 시스템은 믿을 수 없을 정도로 간단하다. GPS 수신기가 갑자기 한 방향으로 휘청거리는 상황에서 이런 현상이 단 몇 대의 스마트폰에서만 나타나면 지진이 아니지만 이런 현상이 수천 대에서 일어나면 이는 지진일 가능성이 크다는 것이다. 또 스마트폰은 S파라는 표면파의 이동 거리로부터 지진의 위치와 크기를 결정하고 경고를 보낼 수 있다. 이는 미국 캘리포니아 헤이워드 단층에서 일어난 진도 7 이상 지진이나 동일본 대지진의 GPS 정보를 통해 이미 컴퓨터 모델링 시험으로 확인했다. 연구팀은 이번 지진 조기 경보 시스템 개발에 쓴 스마트폰으로 구글의 넥서스 5를 모델로 사용했다. 이 모델은 1cm 만큼 작은 지질학적인 변화도 감지할 수 있었다. 연구팀은 앞으로 지진 조기 경보 시스템을 자신의 스마트폰에 어플리케이션으로 내려받는 사람들이 많아질수록 이 시스템을 거의 완벽하게 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이미 트위터를 통해 지진 관련 키워드를 모니터링 하고 있는 연구팀은 자신들의 데이터와의 비교 확인을 하고 있다. 하지만 이런 지진 조기 경보 시스템이 현실화되기 위해서는 현재 스마트폰 제조업체들이 공개하지 않고 있는 GPS 로우(RAW) 데이터 접속이 필요하다고 한다. 이는 스마트폰 사용자들에게 GPS의 확실한 위치를 제공하는 지진 신호를 막게 된다고 민슨 박사는 설명했다. 또한 불행한 일이지만 지진 진원지 근처에 적어도 수백 명의 사람이 있어야 다른 곳에 있는 사람들에게 경고를 보낼 수 있다고 한다. 민슨 박사를 포함한 연구팀은 현재 사물인터넷을 사용한 지진 조기 경보 시스템인 ‘셰이크얼러트’에도 참여하고 있다. 이는 무려 1억 4500만 달러가 투자된 대규모 계획이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

달 표면은 황량하기 이를 데 없는 암석과 분화구, 모래로 이뤄져 있다. 아무래도 사람이 살만한 장소는 아니다. 그런데 그 아래는 어떨까? 현재까지 달 지하에 대해서는 잘 모르는 부분들이 많다. 미국 퍼듀대학의 제이 멜로쉬(Jay Melosh) 교수는 지난 3월 17일 열린 ‘달 및 행성 과학 학회’(Lunar and Planetary Science Conference)에서 달 표면 아래 지하에는 거대한 용암 동굴(Lava tube)이 있을지도 모른다고 주장했다. 현재는 달의 내부가 거의 식은 상태로 생각되지만, 달 역사의 초창기에는 활발한 화산 활동과 용암 분출이 있었던 것으로 생각된다. 이와 같은 사실은 현재 달 표면에 남아있는 다양한 화산 지형에 의해 확인된다. 심지어는 수십 억 년 전이 아니라 비교적 최근인 5,000만 년 전의 화산 활동의 증거가 발견된 적도 있다. 퍼듀대학의 연구팀은 달 표면의 용암 지형을 분석해 달 지하에 얼마나 큰 용암 동굴이 존재할 수 있는지를 분석했다. 지구에서의 연구를 통해 매우 거대한 크기의 용암 동굴도 생길 수 있다는 것은 잘 알려졌다. 따라서 과거에 달에 존재하는 용암 동굴에 대해서 논의가 오간 적은 있지만, 대략적인 크기를 추정할 만한 구체적인 연구는 부족했다. 연구팀에 의하면 달 표면에 있는 대규모 용암 지형인 사행 열구(sinuous rilles)의 크기와 그 지하에 존재할 수 있는 용암 동굴의 크기를 분석했다. 이들에 의하면 달에는 폭이 10km도 넘는 거대한 사행 열구가 존재하는데, 용암 동굴의 크기도 그 정도까지 커질 수 있다고 한다. 하지만 이렇게 큰 용암 동굴이 형성되면 자체 무게를 이기지 못하고 무너질 수도 있다. 연구의 주저자인 퍼듀대학의 데이비드 블레어(David Blair)는 달의 지하에 용암 동굴이 생성되는 경우 어느 정도 크기까지 안정하게 있을 수 있는지를 조사했다. 그 결과는 1km가 넘는 거대한 용암 동굴이라고 해도 만약 아치 형태라면 충분히 견고하게 유지될 수 있는 것으로 나타났다. 형태와 동굴 주변의 지질 상태에 따라서는 아마도 5km 나 되는 거대한 크기도 가능할지 모른다는 것이 연구팀의 추산이다. 블레어의 설명에 의하면 이는 달이기 때문에 가능한 일이라고 한다. 달의 중력은 지구의 6분의 1 수준에 불과하므로 거대한 용암 동굴이 살아남기에는 더 적합한 환경이라는 것이다. 일단 지지해야 할 하중이 6분의 1로 줄어든다. 지구에서라면 문제 될 수도 있는 물에 의한 균열과 침식 작용도 달에서는 없다. 미래 달에 인류의 터전을 건설하게 된다면 이런 거대 동굴들은 도시를 건설할만한 크기의 안전한 공간을 제공할 수 있다. 달에는 대기와 강력한 자기장이 없으므로 태양과 다른 우주에서 날아오는 고에너지 입자와 방사선에 그대로 노출될 수밖에 없다. 이를 피할 수 있는 가장 좋은 방법은 지하로 숨어드는 것이다. 물론 인류가 달에 도시를 건설하는 것은 먼 미래의 일이 될 것이다. 그리고 이 연구는 이론적인 추정일 뿐이지 실제 거대 용암 동굴의 존재를 입증해 보인 것도 아니다. 하지만 미래 달 탐사에서 흥미로운 목표를 제시한 점은 분명하다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

"향후 10년 내에 외계 생명체의 징후를 찾을 수 있을 것이다" 미 항공우주국(NASA)의 수석 과학자 엘런 스토펀이 멀지 않은 미래에 인류 역사의 획을 그을 외계 생명체의 존재를 찾을 수 있을 것이라고 밝혀 관심을 끌고있다. 지난 7일(현지시간) 스토펀 박사는 미 워싱턴에서 열린 토론회에서 "오는 2025년 내에 외계 생명체의 징후를, 20-30년 내에는 확실한 증거를 찾을 수 있을 것" 이라고 주장했다. 스토펀 박사의 이같은 주장이 새삼스러운 것은 아니다. 지난해 NASA의 책임자 찰스 볼든 국장 역시 "20년 내에 태양계 밖에서 외계 생명체를 발견할 수 있을 것"이라는 주장을 펼친 바 있기 때문이다. 스토펀 박사는 "우주의 어느 곳을 조사해야 하는지, 어떤 방식으로 할지 알고 있다" 면서 "우리는 기술을 가지고 있으며 확실한 길로 가고 있다" 고 밝혔다. 함께 토론회에 참석한 NASA의 전직 우주비행사 존 그룬스펠드도 스토펀 박사의 주장을 거들고 나섰다. 그룬스펠드는 "우리 태양계 안에서든 밖에서든 외계 생명체의 징후를 곧 찾을 수 있을 것" 이라면서 "한 세대 정도면 우리 태양계 안의 행성과 위성을 다 조사할 수 있을 것 같다"고 말했다. 이날 토론회 패널로 참석한 과학자들이 주목한 태양계 내 천체만 해도 생각 외로 많다. 대표적으로 목성의 위성 유로파와 가니메데, 토성의 위성 엔셀라두스가 그 예. 이들 위성 표면 아래에는 거대한 바다가 숨어있을 것이라고 추측되고 있다. 스토펀 박사는 그러나 "우리가 말하는 외계 생명체는 작은 녹색 맨(green men)이 아니라 '미생물'을 말하는 것" 이라며 영화같은 상상력에 대해서는 선을 그었다. 이날 토론회에 참석한 과학자들은 모두 외계 생명체는 발견 시기가 문제일 뿐 확실히 존재한다고 입을 모았다. NASA측이 이같은 토론회를 마련한 것은 역시 '돈 문제'와 관련이 깊다. NASA 측은 유인 화성 탐사 프로젝트를 비롯해 오는 2018년 까지 총 88억 달러(약 9조 6000억원)가 투입되는 제임스 웹 우주망원경(JWST)을, 2022년 까지 21억 달러(2조 3000억원)의 유로파 탐사 계획도 잡고 있어 우주에 뿌릴 돈이 줄줄이 대기 중이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이보다 아름다운 태양 이미지는 없을 듯하다. 미국항공우주국(NASA)의 태양활동관측위성(SDO)가 지난 5년간에 걸쳐 촬영한 태양의 모습을 독일의 한 영상 제작자가 아름답게 표현해 주목받고 있다. 독일 퀠른의 영상 제작자인 미하엘 쾨니히는 2011년부터 2015년까지 SDO가 관측한 데이터에서 태양의 아름다운 모습을 선정해 하나의 영상으로 제작했다. 지난 5년간 태양에서 일어난 사건 중 하이라이트만 뽑아 단 4분으로 편집한 것. 영상은 동영상 공유 사이트 비메오에 ‘SUN’(태양)이라는 매우 간단한 제목으로 6일 공개됐다. 이를 보면, 그동안 태양 표면에 일어난 사건을 차례로 볼 수 있는데 태양 표면에서 뾰족하게 튀어나오는 ‘스피큘’부터 다량의 에너지를 방출하는 ‘플레어’, 덩굴손이나 뱀처럼 길게 뻗어 나오는 ‘필라멘트’까지 태양의 전반적인 광경을 볼 수 있다. 영상의 하이라이트 장면은 바로 태양 표면에서 엄청나게 크고 밝은 필라멘트가 뿜어져 나오는 모습. 이는 홍염이라고도 불린다. 또 다른 환상적인 장면은 태양 표면에서 자기장이 활동적인 밝은 영역으로 마치 혼돈 상태를 보는 듯하다. 이뿐만이 아니라 영상은 지구나 금성, 달이 태양을 통과해 지나가는 모습도 볼 수 있다. 러브조이라는 이름의 혜성도 태양을 통과하는 데 이 사건은 지난 2011년 12월 일어난 것이다.이 밖에도 태양 표면에서는 필라멘트 밑으로 비처럼 내리는 코로나 물질도 볼 수 있다. 이 때문에 이런 현상은 ‘코로나 비’로 불리는 데 태양 코로나 근처에 있는 플라스마가 식으면 다시 태양 표면으로 떨어지는 것이다. 태양 표면에서 엄청난 양의 에너지를 분출하는 태양 플레어와 코로나 질량 방출(CME)도 볼 수 있다. 영상 속 CME는 거대한 파도처럼 보인다. 이는 지구 궤도 상에 있는 위성이나 지구 상의 전자 장비에 위협이 될 수 있다. 이 모든 현상을 하나의 아름다운 영상으로 표현한 쾨니히는 “이는 극자외선 상에 있는 이미지를 4K 풀 디스크의 화질로 만든 영상”이라고 설명했다. 사진=NASA/미하엘 쾨니히영상=비메오(https://vimeo.com/124139626) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국이 주한미군에 배치하려는 사드용 레이더인 AN/TPY-2는 120도 각도로 1,800km 거리까지 볼 수 있는 전방배치모드와 60도 각도로 600km 거리까지 볼 수 있는 종말단계모드 가운데 하나를 선택해 운용할 수 있으며, 두 모드는 통제 소프트웨어와 일부 통신망 설정을 제외하면 동일하기 때문에 8시간 이내에 모드를 바꾸어 운용할 수 있다. 문제는 현재 미군이 준비하고 있는 AN/TPY-2 레이더의 개량형이 배치될 가능성, 그리고 지휘통제전투관리통신(C2BMC : Command and Control, Battle Management, and Communication)과 통합공중미사일방어전투지휘체계(IBCS : Integrated Air and Missile Defense Battle Command System)의 통합 작업이다. 쉽게 말하자면 주한미군에 개량형 TPY-2 레이더가 배치되고 이 레이더의 운용을 위해 C2BMC가 설치된다면 한반도에는 사실상 미국의 MD 체계가 구축된다는 이야기다. -갈팡질팡하는 외교안보 컨트롤타워 김관진 청와대 국가안보실장은 국방장관 재임 중에 “주한미군의 사드 전력화는 문제없다”는 입장을 밝힌 바 있었다. 김 실장이 이 같은 입장을 밝혔던 이유는 자신의 작품인 한국형 미사일방어 체계의 한계를 누구보다 잘 알기 때문일 것이다. 김관진 실장의 장관 재임 시절 만들어진 한국형 미사일방어(KAMD : Korea Air Missile Defense) 구상은 사거리 30km짜리 패트리어트 PAC-3와 7~8년 후에나 개발될 사거리 50km짜리 한국형 중거리 지대공 미사일 개량형(L-SAM)으로만 구성된 종말단계 하층방어 개념이다. 이들 미사일들은 사거리가 짧고 공군기지 주변에만 배치되기 때문에 서울·오산·원주·충주·청주·서산·광주·대구 정도만 보호가 가능하다. 즉, KAMD는 10조원 이상의 돈을 쏟아 부어 미사일 방어체계를 구축하되, 이들 주요 도시에 살지 않는 3,700만 명의 국민들은 포기하겠다는 구상이다. KAMD(Korea Air Missile Defense)보다는 KAMD(Korea Airfield Missile Defense), 즉 한국형 공군기지 미사일방어 개념에 더 가깝다. 북한이 우리 영토에 직접 핵미사일 공격을 가할 경우 중국과 러시아 등 우방국들마저 돌아설 가능성이 있기 때문에 휴전선 상공 100km 이상 고고도에서 핵탄두를 폭파시켜 한반도 전역에 광역 EMP(Electromagnetic Pulse) 공격을 가할 경우에도 KAMD는 무용지물이다. 요격 가능 고도가 형편없이 낮기 때문이다. 하지만 사드와 같은 요격 체계가 한반도에 배치될 경우 평택에 배치하면 수도권 전역과 강원도 영서 지역, 충청도 대부분이 방어권에 들어오고, 북한의 고고도 EMP 공격에도 대응할 수 있기 때문에 북한 핵미사일에 대한 걱정을 상당 부분 덜 수 있다. 그러나 정부는 고고도에서 북한의 미사일을 요격할 수 있는 미사일 방어체계를 도입할 경우 미국의 MD 체계 편입이라는 오해를 받을 것을 두려워했고, 고고도 미사일 방어체계 도입 이야기가 나올 때마다 중국과의 관계 악화를 우려하면서 그동안 사드나 SM-3 미사일 도입 가능성을 철저히 부인해 왔었다. 이런 와중에 미국이 자신들의 예산으로 사드를 주한미군에 배치해주겠다고 하니 정부 입장에서는 ‘손 안대고 코 푸는’ 기회를 잡는 셈이었지만, 중국 눈치를 보며 아직까지도 ‘전략적 모호성’ 타령만 하고 있다. 중국은 지난 반 세기동안 북한의 핵과 미사일 개발을 사실상 지원해 왔고, 전략미사일부대인 제2포병 예하 제51기지 3개 미사일여단 수 백기의 중단거리 탄도미사일을 한반도에 겨냥하고 있는데도 정부는 이에 대한 문제제기는 고사하고 자위권 차원에서 필요한 미사일 방어 체계 구축 문제에 있어서도 중국 눈치를 보며 갈팡질팡하고 있다. -미국의 진짜 속내 우리 정부가 방향조차 못 잡고 헤매는 사이 미국은 치밀한 전략을 세우고 접근해오고 있다. 주한미군 사드 배치의 명분은 북한의 핵미사일 위협으로부터 동맹국인 한국을 보호하는 것이지만, 연방정부 재정 적자 누적에 시달리며 예산 자동삭감(Sequestration)의 압박을 받고 있는 미국이 미-중 사이에서 눈치만 보며 ‘전략적 모호성’만 주장하는 박쥐같은 동맹국을 위해 1조 원이 넘는 비용을 못 써서 안달이라는 주장은 삼척동자도 믿기 어려울 것이다. 그렇다면 미국이 한반도에 사드를 배치하려는 진짜 속내는 무엇일까? 정답은 미래에도 미국의 범지구적 패권을 유지하기 위해서, 좀 더 직설적으로 표현하자면 부상하고 있는 중국을 제압하기 위해서이다. 중국은 눈부신 경제 성장에 힘입어 2010년대 들어 G2로서의 위상을 굳히기 시작했고, 시진핑 집권 이후등소평 시기부터 이어져 온 대외전략인 도광양회(韜光養晦), 즉 조용히 힘을 키운다는 전략에서 탈피해 돌돌핍인(咄咄逼人) 전략, 즉 거침없이 타국을 압박한다는 전략을 펴기 시작했다. 이 전략대로 중국은 주변국에 대해 안하무인(眼下無人)의 정책을 펴고 있다. 베트남의 배타적 경제수역에 순시선을 보내 탐사선의 케이블을 절단하는가 하면 필리핀 영해 한복판에 있는 아융인 섬에 보급물자를 나르던 필리핀 정부 선박을 위협하면서 필리핀 병력 철수와 섬을 내놓을 것을 요구하고 있다. 지난해에는 우리 영해를 침범해 쌍끌이 그물로 치어까지 싹쓸이하던 불법 조업 어선을 단속하던 중 중국 선원들의 공격으로 우리 해양경찰 대원이 살해당하자 유감 표명은 고사하고 어선과 선박들의 석방을 요구하는 뻔뻔한 모습을 보여 우리 국민들을 격분케 하기도 했다. 중국이 이처럼 안하무인인 것은 믿는 구석이 있기 때문이다. 중국은 1990년대부터 단계적 도련선 확보계획을 추진하면서 서태평양을 자신들의 안마당으로 만들기 위한 작업을 추진해 왔다. 그 1단계인 제1도련선은 한반도와 일본 규슈, 대만, 필리핀, 말레이시아, 베트남을 잇는 가상의 선이다. 중국은 이미 이 도련선 안에서 완벽한 군사적 우위를 달성했고, 힘의 우위를 바탕으로 이 지역 국가들을 거침없이 압박하고 있다. 다음 단계인 제2도련선은 사이판과 괌, 인도네시아를 잇는 선이다. 중국의 항모전단이 완성되고 DF-21D 대함 탄도미사일과 초음속 순항 미사일을 대량으로 운용하는 H-6K 전략폭격기 전력화가 완료되는 2020년대 초반이 되면 중국은 제2도련선 내에 미 해군의 진입을 거부하고 서태평양 전역을 자신들의 앞마당으로 만드는 목표를 달성하게 된다. 이른바 반접근/지역거부(A2/AD : Anti-access/Area denial) 전략이 완성되는 것이다. 중국의 A2/AD 전략 완성은 미국 중심의 세계질서 종식을 의미하기 때문에 21세기에도 패권국 지위를 유지하고자 하는 미국의 세계전략에 정면으로 배치된다. 이 때문에 미국은 중국의 A2/AD를 격파하기 위한 전략을 오래 전부터 구상해왔고, 그 구상의 산물로 내놓은 것이 합동작전적접근개념(JOAC : Joint Operational Access Concept)이다. 지난 2012년 1월 미 국방부가 내놓은 이 개념은 도련선 일대에서 공해전투(Air Sea Battle)을 통해 중국 항모전단을 궤멸시키고, 도련선 안으로 접근해 중국 해군과 해군항공대, 공군전력을 격파하며, 중국 연안에서 제해권과 제공권이 확보되면 중국 영토 내 전략적 거점에 대량의 공습을 퍼부은 뒤 지상군 병력을 투입해 전략적 목표를 파괴하고 철수한다는 것이 JOAC의 핵심 개념이다. JOAC 개념에서 2단계와 3단계 개념을 실행에 옮기기 위해서는 도련선 안으로 접근하는 미 해군 항모전단에 가장 위협적인 전력인 대함탄도미사일 동풍(東風)-21D를 제압해야 한다. 미국이 한반도에 사드용 레이더를 배치하려는 이유는 바로 이 때문이다. 중국 지린성(吉林省) 퉁화 시(通化市)와 요령성(遼寧省) 다롄시(大連市) 일대에 배치된 DF-21를 조기에 탐지해 요격하기 위함이다. 미국은 C2BMC와 IBCS를 통합하는 범지구적 미사일방어 네트워크 시스템을 구축하고 있다. 예컨대 중국이 일본 영해 인근에 있는 미국 항공모함을 공격하기 위해 동북3성 지역에서 DF-21D 미사일을 발사할 경우 한반도에 배치된 X밴드 레이더가 중국 미사일을 발사 직후부터 탐지/추적해 C2BMC로 전송하면, 이 데이터를 동해 또는 요코스카 인근 해상에 배치된 이지스 구축함이 받아 사거리 1,500km, 요격고도 500km인 SM-3 Block IIA 미사일을 발사, 동해상에서 DF-21D을 조기에 요격해버릴 수 있다. 미국은 이미 지난 2011년 4월에 이러한 협동교전 능력을 시연했고, 2013년 2월에 실제 요격 실험에 성공한 바 있었다. 한반도에 사드를 배치하려는 미국의 의도는 간단하다. X밴드 레이더를 한반도에 배치해 미국 태평양함대에게 가장 큰 위협이 되는 중국의 대함 탄도미사일에 대한 조기경보체계를 구축해 JOAC 개념의 2단계 전략의 원활한 시행을 보장하고, 사드라는 매개체를 통해 한국을 한미일 삼각동맹 체제에 편입시켜 버림으로써 JOAC 개념 3단계 전략에서 지상군 투입의 교두보로 한국을 활용하기 위한 것이다. 미국 입장에서는 표면적으로는 북한의 핵미사일 위협으로부터 동맹국인 한국을 보호한다는 명분도 챙기면서, 중국의 태평양 장악 야욕에 대응할 수 있는 카드도 얻게 되는 셈이니 사드 한반도 배치에 들어가는 1조원 안팎의 돈이 아깝지 않을 것이다. 사드가 어떤 무기체계이고 전술·전략적으로 어떤 의미를 갖는 것인지 정확하게 파악하고 있다면 미국의 사드 배치 추진이 박근혜정부 출범 이후 가장 큰 외교·안보적 성과를 거둘 수 있는 기회로 활용할 수 있다. 한반도는 중국의 A2/AD 전략과 미국의 JOAC 개념의 접점에 있는 전략적 요충지이다. 우리가 사드 배치를 용인하면서 JOAC 개념에 일조하는 방향의 정책을 취하면 중국은 미국의 비수(匕首) 앞에 급소를 노출하게 되는 형국이 되고, 반대로 우리가 사드 배치를 반대하면서 중국과 보조를 맞춘다면 미국은 서태평양에서의 전략적 통제력을 상실하고 나아가 세계 패권 경쟁에서 중국에 패할 수도 있다. 애슈턴 카터 미 국방장관의 방한을 통해 본격적으로 점화될 사드 협상에서 ‘갑’은 대한민국이다. 정부 당국자들이 지피지기(知彼知己)한다면 협상을 통해 미국과 중국으로부터 얻어낼 수 있는 것들이 정말 많을 것이지만, 지금처럼 갈팡질팡한다면 최대의 호기를 놓치고 격랑의 국제정세 속에서 이리 치이고 저리 치이는 변방국가 신세를 면치 못하게 될 것이다. 이일우 군사 통신원(자주국방네트워크 사무국장)

이보다 아름다운 태양 이미지는 없을 듯하다. 미국항공우주국(NASA)의 태양활동관측위성(SDO)가 지난 5년간에 걸쳐 촬영한 태양의 모습을 독일의 한 영상 제작자가 아름답게 표현해 주목받고 있다. 독일 퀠른의 영상 제작자인 미하엘 쾨니히는 2011년부터 2015년까지 SDO가 관측한 데이터에서 태양의 아름다운 모습을 선정해 하나의 영상으로 제작했다. 지난 5년간 태양에서 일어난 사건 중 하이라이트만 뽑아 단 4분으로 편집한 것. 영상은 동영상 공유 사이트 비메오에 ‘SUN’(태양)이라는 매우 간단한 제목으로 6일 공개됐다. 이를 보면, 그동안 태양 표면에 일어난 사건을 차례로 볼 수 있는데 태양 표면에서 뾰족하게 튀어나오는 ‘스피큘’부터 다량의 에너지를 방출하는 ‘플레어’, 덩굴손이나 뱀처럼 길게 뻗어 나오는 ‘필라멘트’까지 태양의 전반적인 광경을 볼 수 있다. 영상의 하이라이트 장면은 바로 태양 표면에서 엄청나게 크고 밝은 필라멘트가 뿜어져 나오는 모습. 이는 홍염이라고도 불린다. 또 다른 환상적인 장면은 태양 표면에서 자기장이 활동적인 밝은 영역으로 마치 혼돈 상태를 보는 듯하다. 이뿐만이 아니라 영상은 지구나 금성, 달이 태양을 통과해 지나가는 모습도 볼 수 있다. 러브조이라는 이름의 혜성도 태양을 통과하는 데 이 사건은 지난 2011년 12월 일어난 것이다.이 밖에도 태양 표면에서는 필라멘트 밑으로 비처럼 내리는 코로나 물질도 볼 수 있다. 이 때문에 이런 현상은 ‘코로나 비’로 불리는 데 태양 코로나 근처에 있는 플라스마가 식으면 다시 태양 표면으로 떨어지는 것이다. 태양 표면에서 엄청난 양의 에너지를 분출하는 태양 플레어와 코로나 질량 방출(CME)도 볼 수 있다. 영상 속 CME는 거대한 파도처럼 보인다. 이는 지구 궤도 상에 있는 위성이나 지구 상의 전자 장비에 위협이 될 수 있다. 이 모든 현상을 하나의 아름다운 영상으로 표현한 쾨니히는 “이는 극자외선 상에 있는 이미지를 4K 풀 디스크의 화질로 만든 영상”이라고 설명했다. 사진=NASA/미하엘 쾨니히영상=비메오(https://vimeo.com/124139626) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr