한 쪽에서는 출산율 저하를 걱정하고 있지만 지구 전체로 본다면 인구는 점점 늘어나고 있는 상황이다. 인간의 욕심으로 지구 생태계와 환경은 점점 망가지고 있어 SF영화 ‘인터스텔라’처럼 인류가 이주가능한 외계천체가 필요한 시기가 오는 것 아니냐는 목소리가 높아지고 있다. 과학자들도 ‘호기심 반, 실현가능성 반’으로 외계 이주 가능 행성을 찾고 있다. 그런데 최근 우주과학자들이 우리 은하계 내에 인간이 잠재적으로 거주가능한 행성이 상당히 많다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 항공우주국(NASA) 에임스연구센터, 고다드우주비행센터, 외계지적생명체탐사(SETI) 연구소, 캐나다 브리티시컬럼비아대 물리천문학부를 중심으로 미국, 캐나다, 덴마크, 영국, 브라질 5개국 44개 연구기관 연구자로 구성된 국제공동연구팀은 나사에서 운용하고 있는 케플러 우주망원경에서 수집한 데이터를 분석한 결과 우리 은하 내에 인간이 잠재적으로 거주할 수 있는 행성이 약 3억개에 이르며 일부는 태양계에서 30광년 이내에도 있다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 코넬대에서 운영하는 출판 전 논문공개 사이트인 아카이브(arXiv.org) 29일자에 실렸으며 곧 천문학 분야 국제학술지 ‘천문학 저널’에 실릴 예정이다. 케플러 우주망원경은 지구와 유사한 환경을 가진 외계행성을 찾기 위해 2009년 발사돼 2018년 11월 15일 임무를 종료했다. 케플러 우주망원경은 9년 동안 2662개의 행성을 발견했고 항성(별) 53만 506개, 초신성 61개를 찾아냈다. 케플러 우주망원경으로 탐사한 행성들은 아직도 분석 중에 있다.연구팀은 합리적 추정을 위해 우선 지구와 비슷한 크기이면서 암석 행성일 가능성이 높은 것들을 골라냈다. 그 다음 태양과 비슷한 생성시기를 갖고, 비슷한 온도를 갖고 있는 것들을 추려냈다. 사람이 살기 위해 중요한 조건 중 하나인 액체 상태의 물이 존재하기 위해서는 태양과 지구와 관계처럼 항성과 적당한 거리를 두고 암석형태의 행성이어야 하기 때문이다. 이를 근거로 추정한 결과 우리 은하 내에 생명체가 생존가능한 행성은 약 3억개 정도이며 태양으로부터 30광년 떨어져 있는 가까운 곳에도 10개 이내의 거주 가능한 행성이 존재한다고 연구팀은 주장했다. 이번 연구에 공동저자로 참여한 제프리 코린 SETI 연구소 외계행성연구원 겸 나사 케플러 과학국장은 “은하계에 잠재적으로 거주할 수 있는 행성의 숫자를 신뢰성 있게 측정하기 위해 그동안 연구됐던 모든 조각들을 찾아 합친 것”이라며 “거주 가능성 뿐만 아니라 의사소통이 가능한 우주 외계문명의 숫자를 추정하는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

천문학에 관심이 적은 이라도 ‘코스모스’ 정도는 들어봤을 터. 1980년 출간한 책은 베스트셀러에 오르고, 이를 기반으로 제작한 다큐멘터리는 전 세계 60개국에 방영됐다. 퓰리처상을 받은 1978년작 ‘에덴의 용’, 영화로 만들어진 1985년 소설 ‘콘택트’까지, 칼 에드워드 세이건은 타계 이후에도 여전히 과학계의 대명사 중 하나다. ‘브로카의 뇌’는 1974년부터 1979년까지 그가 각종 과학잡지와 대중잡지에 낸 에세이를 모았다. 과학이 사회에 미치는 영향, 유사 과학에 대한 날카로운 비평, 그의 롤모델 아인슈타인 평전, 태양계 행성 탐사와 인공지능 로봇의 전망, 종교에 대한 성찰 등 5부에 걸쳐 모두 25개의 글을 실었다. 1986년 지학사는 과학총서 ‘부로카의 두뇌’에 14개 글을 추려냈다. 이번엔 완역본이라는 데 의미가 있다. 폴 브로카는 19세기 중반 의학과 인류학 발전에 주요한 역할을 했던 외과 의사이자 신경학자로, 그의 뇌는 프랑스 박물관에 보관돼 있다. 그로부터 시작한 표제작 ‘브로카의 뇌’부터 그의 에세이는 지하에서 우주까지, 고대부터 미래까지를 넘나들며 그의 빛나는 사유를 보여준다. 과학을 소재로 했지만 사물과 우주, 인간의 근원을 찾아간 인문학 서적에 가깝다고 하겠다. 글을 읽다 보면 과학적 사고 방식은 어떻게 시작한 것일지 궁금해진다. 강연을 마친 뒤 ‘신을 믿으십니까?´라는 질문을 받고 쓴 ‘주일예배’ 편에서 답을 찾을 수 있을 것이다. 그는 “무한히 오래된 우주와 무한히 오래전부터 존재했던 신은 똑같이 난해한 불가사의일 뿐”이라고 말한다. 그리고 무엇보다 중요한 것은 이런 답을 찾아가는 인간의 호기심이라고 강조한다. “인간이라는 존재는, 어쩌면 자신의 기원에 놓인 불가사의 때문에 이 질문들에 대답할 수 있게 되기를 바라고 치열하게 노력하는 과정에서 만들어진 것일지도 모른다.”(430쪽) 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

30여 년 전 남극에서 발견된 조류 화석의 정체는 역사상 가장 큰 새로 꼽히는 펠라고르니스과에 속한다는 연구 결과가 나왔다. 28일(이하 현지시간) 미국 CNN 등 외신 보도에 따르면, 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 등 국제연구진은 1980년대 캘리포니아대 리버사이드캠퍼스 연구진이 남극 대륙 북단 시모어섬에서 발견한 고대 조류 화석을 분석해 이같이 확인했다고 밝혔다. 그리스어로 바다를 뜻하는 ‘펠라고스’(pelagos)와 새를 뜻하는 ‘오르니스’(ornis)를 합친 ‘바닷새’라는 뜻의 펠라고르니스(Pelagornis)과 조류는 날개를 펼쳤을 때 폭이 짧게는 6m부터 길게는 7m가 넘는 지구 역사상 날 수 있는 가장 큰 새였다. 이들 조류의 날개 폭은 오늘날 하늘을 날 수 있는 세계에서 가장 큰 새인 앨버트로스의 것(약 3.5m)과 비교해도 두 배에 가까운 크기였다. 이들 새는 부리 모양도 특이한 것으로 유명하다. 주둥이 가장자리에 뾰족뾰족한 톱날 모양의 구조물이 연속해서 돋아나 있기 때문이다. 이는 전상악골과 하악골이 변형돼 만들어진 것으로 이빨처럼 생겼지만 뿌리 부분이 각자 별도의 치조에 박혀있지 않다는 점에서 ‘모조 이빨’(pseudoteeth)이라고 불리지만, 이런 생김새는 오징어나 물고기와 같이 미끈거리는 먹잇감을 사냥할 때 자칫 놓치는 일이 없도록 단단히 붙잡아두는 데 유용했던 것으로 추정된다.이번에 펠라고르니스과로 확인된 화석은 부척골이라는 발목뼈와 턱뼈 2점으로, 리버사이드캠퍼스에 있는 박물관에 소장돼 있던 화석 1만여 점 속에 섞여 있었지만, 2003년 버클리캠퍼스의 박물관으로 옮겨진 뒤 그로부터 다시 12년 뒤인 지난 2015년 이 대학의 대학원생이었던 피터 클로에스 연구원과 그의 동료들 눈에 띈 덕분이었다. 특히 발목뼈가 남아있는 개체는 지금까지 화석으로 발견된 펠라고르니스과 조류 가운데 가장 컸던 것으로 추정된다. 턱뼈가 남아 있는 개체 쪽도 펠라고르니스과 조류의 두개골로는 최대급으로 여겨진다. 이들 연구자는 이들 화석의 연대를 발목뼈 쪽 개체는 약 5000만 년 전, 턱뼈 쪽 개체는 약 4000만 년 전으로 추정했다. 이는 약 6550만 년 전 소행성 충돌로 공룡이 멸종했다고 알려진 뒤 신생대에서는 비교적 이른 시기에 이처럼 거대한 펠라고르니스과 조류가 등장헀다는 점을 시사한다. 즉 이들 조류는 당시 생태계 정점에 군림했을 가능성이 크다. 펠라고르니스과 조류는 그 후로도 몇백만 년에 걸쳐 전 세계 바다 위를 날아다녔고 때로는 단 번에 몇 주씩 장거리 이동을 감행한 것으로 여겨진다. 왜냐하면 이 과에 속하는 조류들이 미국 등에서도 발견돼 왔기 때문이다.참고로 30여 년 전 미국 사우스캐롤라이나 찰스턴에서도 발견돼 화제를 모았던 펠라고르니스 샌더시라는 학명이 붙은 같은 과 조류는 약 2500만년 전에 살았던 것으로 추정된다.연구진에 따르면, 당시 남극은 오늘날보다 기온이 높고 각종 포유류와 조류가 번식했다. 남극의 펠라고르니스과 조류는 이런 동물들과 먹이 다툼을 벌이며 공존했을지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호(26일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

코로나 바이러스의 숙주로 알려진 박쥐도 병에 걸리면 '사회적 거리두기'를 한다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 최근 미국 오하이오 주립대 연구팀은 박쥐는 병에 걸리면 다른 개체와의 접촉을 스스로 줄여 감염을 예방한다는 연구결과를 과학저널 ‘행동 생태학’(Behavioral Ecology) 최신호에 발표했다. 징그러운 외모와 야행성인 습성, 떼로 몰려다니는 특징 때문에 박쥐는 인간에게 혐오동물로 일찌감치 낙인 찍혀있다. 하지만 대부분의 박쥐는 피가 아니라 곤충이나 과일을 먹기 때문에 인간에게 위험하지 않으며 반대로 생태계의 균형을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 문제는 현재 박쥐가 인간의 서식지 파괴로 고통받고 있다는 사실로, 이는 인간과의 접점을 늘리는 악순환으로 이어진다.이번에 연구팀이 주목한 연구대상은 중미국가인 벨리즈의 라마나이 지역에 사는 흡혈박쥐. 연구팀은 야생에 사는 총 31마리의 박쥐를 잡아 이를 두 그룹으로 나눠 실험을 진행했다. 한 그룹에게는 면역체계를 활성화하기 위한 물질을 주사했는데 이는 몇시간 동안 메스꺼움 등을 유발할 수 있다. 또 다른 그룹에는 위약으로 소금물을 주입해 연구 비교 그룹으로 삼았다. 연구팀은 이후 박쥐에게 위치를 파악할 수 있는 작은 센서를 부착해 다시 원래 보금자리에 풀어주며 이들의 행동을 관찰했다. 그 결과는 흥미롭다. 병에 걸린 박쥐들이 처음 6시간 동안 비교 그룹에 비해 다른 박쥐와 접촉하는 시간이 확연히 줄어들었기 때문. 병 박쥐 그룹의 경우 비교 그룹에 비해 평균 4번 정도 다른 박쥐와의 만남 수가 적었다. 또 병 박쥐 그룹이 다른 박쥐와 어울리는 시간도 비교 그룹보다 평균 25분 적었다. 다만 실험 48시간이 지나 병 박쥐 그룹이 모두 평상시 몸상태로 돌아오자 생활 역시 정상적으로 돌아왔다. 곧 박쥐는 병에 걸리면 다른 개체로의 감염을 예방하기 위해 접촉을 최대한 줄이는 것이 확인된 셈. 물론 이는 오랜 진화과정에서 온 본능적인 행동으로 풀이되지만 위기 상황에서 사회적 거리두기를 스스로 한다는 점은 흥미롭다. 연구를 이끈 시몬 리퍼거 박사는 "매우 사회적인 동물인 흡혈박쥐가 병 들었을 때 어떤 행동을 야생에서 하는지 알고싶었다"면서 "사회적 거리두기 효과가 이렇게 뚜렷하게 드러나는 것은 놀라운 일"이라고 설명했다. 이어 "박쥐들 사이의 사회적 상호작용에 대한 데이터를 수집하는 것은 어떻게 질병의 확산을 줄일 수 있을지 예측하는데 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

존재하는 모든 것에는 종말이 있다. 태양도 예외는 아니다. 약 46억 년 전에 태어난 태양은 별의 일생으로 치자면 그 중간 지점에 와 있다. 태양은 앞으로 약 50억 년 정도 지금과 같은 모습으로 활동할 것으로 보인다. 이것은 태양에 남아 있는 수소의 양으로 계산한 결과다. 태양이 종말을 맞는다면 과연 지구와 태양계는 살아남을 수 있을까? 이에 관해 미국의 천체물리학자 폴 M. 서터가 우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에 29일 흥미로운 칼럼을 게재했는데, 이를 약간 가공하여 소개한다. 우리 태양의 죽음은 먼 미래의 일이다. 그러나 별 역시 인간처럼 생로병사의 길을 걷는 존재인 만큼 언젠가는 일어날 일이다. 그러면 우리 태양계는 어떻게 될까? 문제는 태양의 죽음 이전부터 시작된다. 우리가 가장 먼저 직면해야 하는 것은 노년의 태양 자체다. 수소 융합이 태양 내부에서 계속됨에 따라 그 반응의 결과인 헬륨이 중심부에 축적된다. 폐기물이 주위에 쌓이면 태양의 수소핵 융합이 더 어려워진다. 그러나 아래로 내리누르는 태양 대기의 압력은 여전하므로 균형을 유지하기 위해 태양은 핵융합 반응 온도를 더욱 높여야 하며, 이러한 상황이 아이러니하게도 태양 중심부를 더욱 가열시킨다. 이는 태양이 늙어감에 따라 더욱 뜨겁고 밝은 별로 진화한다는 뜻이다. 수억 년 동안 번창하다가 6600만 년 전에 멸종한 공룡은 오늘날 우리가 보는 것보다 더 어두운 태양 아래 살았을 것이다.어쨌든 태양은 10억 년마다 밝기가 10%씩 증가하는데, 이는 곧 지구가 그만큼 더 많은 열을 받는다는 것을 뜻한다. 따라서 10억 년 후이면 극지의 빙관이 사라지고, 바닷물은 증발하기 시작하기 시작하여, 다시 10억 년이 지나면 완전히 바닥을 드러낼 것이다. 지표를 떠난 물이 대기 중에 수증기 상태로 있으면서 강력한 온실가스 역할을 함에 따라 지구의 온도는 급속이 올라가고, 바다는 더욱 빨리 증발되는 악순환의 고리를 만들게 된다. 그리하여 마침내 지표에는 물이 자취를 감추고 지구는 숯덩이처럼 그을어진다. 35억 년 뒤 지구는 이산화탄소 대기에 갇힌 금성 같은 염열지옥이 될 것이다. 수소 융합의 마지막 단계에서 태양은 부풀어오르기 시작해 이윽고 적색거성으로 진화할 것이며, 그때쯤이면 수성과 금성은 확실히 태양에 잡아먹힐 것이다. 그렇다면 지구의 운명은 어떻게 될까? 그것은 태양이 얼마나 팽창할 것인가에 달려 있다. 만약 태양이 지구 궤도까지 팽창해 뜨거운 태양 대기가 지구를 덮친다면 지구는 하루 안에 녹고 말 것이다. 만약 태양의 팽창이 금성 궤도쯤에서 멈춘다 하더라도 지구는 온전할 수가 없다. 태양에서 방출되는 고에너지는 지구 암석을 증발시킬 만큼 강력하므로, 지구는 밀도가 높은 철핵만 남게 될 것이다. 외부 행성들이라 해도 이 재앙을 피해가기는 어렵다. 태양의 증가된 복사는 얼음알갱이들로 이루어진 토성의 고리를 파괴할 것이며, 목성의 유로파, 엔셀라두스 등의 위성들도 얼음 표층을 잃을 것이다. 증가된 복사열이 외부 행성들을 덮칠 때 가장 먼저 일어나는 사건은 지구 대기만큼이나 연약한 외부 행성 대기를 남김없이 벗겨버리는 것이다. 그러나 태양이 계속 팽창하면 태양 대기의 바깥 갈래들 중 일부는 중력 깔때기를 통해 거대 외부 행성으로 돌입할 수 있으며, 그에 따라 외부 행성들은 이전보다 훨씬 더 큰 덩치의 행성으로 변할 것이다. 그러나 태양은 아직 진정한 종말을 맞은 것은 아니다. 최종 단계에서 태양은 반복적으로 팽창-수축을 거듭하여 수백만 년 동안 맥동 상태를 이어갈 것이다. 중력적인 측면에서 본다면 이는 안정적인 상황이 아니다. 격동하는 태양은 외부 행성을 이상한 방향으로 밀고 당기기를 계속하다가 치명적인 포옹으로 끌어들이거나 아니면 태양계에서 완전히 축출해버릴 것이다. 그러나 나쁜 일만 있는 것은 아니다. 우리 태양계의 가장 바깥쪽 부분은 수억 년 동안 지금의 지구처럼 따뜻한 곳이 된다. 적색거성으로 진화한 태양에서 쏟아지는 열과 복사량이 많아짐에 따라 태양계에서 거주 가능 구역(물이 액체로 존재할 수 있는 별 주변 지역)이 바깥쪽으로 이동하게 된 것이다. 위에서 보았듯이, 처음에는 외부 행성의 위성들이 얼음 껍질을 잃어버리면 일시적으로 표면에 액체 바다가 형성될 수 있다. 또한 명왕성을 비롯한 왜소행성들과 카이퍼 벨트의 천체들도 결국 얼음을 잃게 될 것이다. 가장 큰 변화는 이 모든 것들이 뭉쳐져 멀리서 적색거성 태양의 둘레를 도는 미니 지구가 될 것이란 점이다.78억 년 뒤 태양은 초거성이 되고 계속 팽창하다가 이윽고 외층을 우주공간으로 날려버리고는 행성상 성운이 된다. 거대한 먼지고리는 명왕성 궤도에까지 이를 것이다. 어쩌면 그 고리 속에는 잠시 지구에서 문명을 일구었던 인류의 흔적이 조금 섞여 있을지도 모른다. 한편, 외층이 탈출한 뒤 극도로 뜨거운 중심핵이 남는다. 이 중심핵의 크기는 지구와 거의 비슷하지만, 질량은 태양의 절반이나 될 것이다. 이것이 수십억 년에 걸쳐 어두워지면서 고밀도의 백색왜성이 되어 홀로 태양계에 남겨지게 될 것이다. 이 백색왜성은 처음에는 엄청나게 뜨거워서 우리가 알고있는 생명체에 잔인한 피해를 줄 수있는 X선 방사선을 발산한다. 그러나 차츰 냉각되어 10억 년 이내에 안정된 온도에까지 떨어지고, 수조에서 수십조 년까지 존재할 것이다. 백색왜성 주변에는 새로운 거주 가능 구역이 형성되겠지만, 낮은 온도로 인해 수성 궤도보다 훨씬 가까운 거리가 될 것이다. 그 거리는 행성이 모항성의 기조력에 극히 취약한 범위 내인 만큼 백색왜성의 중력이 행성을 찢어버릴 수도 있다. 이상이 태양의 종말 이후 우리가 얻을 수 있는 최선의 예측이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

‘아포피스’라는 악의 신 이름을 딴 한 소행성이 점차 속도가 빨라지면서 약 48년 뒤인 2068년 4월 13일(한국시간) 우리 지구에 충돌할 가능성이 남아 있다고 소행성 전문가들이 경고하고 나섰다. 미국 과학전문 매체 기즈모도 27일자 보도에 따르면, 미국 하와이대와 미국항공우주국(NASA) 공동연구진은 지름 300m급 소행성 아포피스를 올해 초 하와이 스바루망원경으로 두 차례 관측한 결과, 야르콥스키 효과가 궤도 경로에 영향을 주고 있는 것을 확인했다고 밝혔다. 야르콥스키 효과는 소행성이 태양의 빛에너지를 흡수해 다시 복사함에 따라 추진력이 생기는 효과를 말한다. 이 효과로 소행성의 한쪽 면에만 햇빛이 계속 쪼일 경우 소행성은 그 맞은편 방향으로 힘을 받는다. 이전까지 천문학자들은 아포피스가 오는 2068년까지 지구에 충돌할 가능성은 거의 없다고 확신했었다. 하지만 이번 발견으로 이 소행성이 지구에 충돌할 가능성은 여전히 남아 있으며 그 때문에 재앙이 될 수도 있다는 점을 시사한다. 지금까지 관측 결과 지름이 300m를 조금 넘는 것으로 추정되는 아포피스가 만일 지구에 충돌한다면 TNT(트리니트로톨루엔) 폭탄 8억8000만t이 한꺼번에 폭발하는 결과와 맞먹는 것으로 알려졌다.아포피스는 16여 년 전인 2004년 6월 19일 미국 애리조나주(州)에 있는 키트피크 국립천문대에서 이번에서 안타까운 발견을 한 하와이대 천문학연구소 소속 데이비드 톨렌 박사 등의 천문학자들이 발견했었다. 톨렌 박사는 그 후로 지금까지 아포피스를 추적 관측하며 연구해 왔다. 이에 대해 톨렌 박사는 “올해 초 스바루 망원경으로 입수한 새로운 관측 자료는 아포피스의 야르콥스키 효과로 인한 가속도를 밝힐 만큼 좋았으며 이 소행성이 순전히 중력 궤도에서 연간 170m 정도 벗어나고 있다는 점을 보여준다”면서 “이는 2068년 충돌 시나리오를 유지하기에 충분하며 0(제로)가 아님을 보여준다”고 설명했다.아포피스는 NASA의 센트리 위험표에서 세 번째로 위협적인 근지구천체 타이틀을 기록하고 있는 것으로 전해졌다. 이 표는 47년 반쯤 뒤 아포피스가 지구에 충돌할 확률은 15만분의 1(약 0.00067%)로 추정한다. 하지만 톨렌 박사는 기즈모도와의 인터뷰에서 “야르콥스키 효과 탓에 앞으로도 변수가 있겠지만, 현재 충돌 확률은 53만분의 1(약 0.00018%)에 가까운 것으로 예상된다”고 설명했다. 천문학자들은 야르콥스키 효과의 변화 폭과 그것이 아포피스의 궤도에 어떤 영향을 미치는지를 완전히 이해하려면 더 많은 관측이 필요하다는 점에 주목한다. 그리고 이들 연구자는 아포피스의 충돌 가능성을 2068년 이전까지 지금보다 더욱더 정확하게 알아내는 것을 목표로 삼고 있다.아포피스가 처음 발견됐을 때 전문가들은 2029년에 지구에 충돌할 가능성은 2.7%라고 말했었다. 하지만 현재 관측 자료에 따르면, 아포피스는 인공위성보다 더 가까운 거리인 3만1600㎞까지 접근할 예정이다. 이는 전문가들이 미리 아는 이 정도 크기급의 소행성 중 가장 가까운 접근인 것으로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국의 한 원자력 기술기업이 앞으로 인류가 이웃 행성인 화성으로 가는 우주여행 기간을 3개월까지 줄일 수 있는 원자력 엔진 개념을 고안했다고 미주간지 뉴스위크가 26일(현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 시애틀에 본사를 둔 울트라세이프뉴클리어 테크놀로지스(이하 울트라세이프뉴클리어)라는 이름의 기업은 우주 진출을 위한 핵열추진(NTP) 엔진체계에 관한 연구의 일부분으로 미국항공우주국(NASA) 측에 설계 개념을 전했다고 밝혔다. NTP 엔진체계는 이른바 핵분열로 알려진 원자의 분열 과정에 의해 작동한다. 이 엔진체계는 원자들이 쪼개져 열을 발생하는 원자로심(노심)을 통해 액체 추진제를 펌프질해 작동하게 하는 경향이 있다. 이 과정은 추진제를 가열해 기체로 바꿔 밀쳐 나가는 힘인 추력을 일으킨다. NTP 엔진체계는 또 기존 화학 로켓보다 많은 추력을 제공하며 효율도 높다. 기술자들은 서로 다른 추진 체계의 성능을 평가하기 위해 비추력량을 계산한다. 비추력은 로켓 추진체의 성능을 나타내는 기준이 되는 값으로, 추진제 1㎏을 1초간 연소했을 때의 추력을 말한다. 즉 비추력량이 클수록 좋다는 것. 울트라세이프뉴클리어의 수석기술자 마이클 에아데스 박사는 이날 성명에서 “우리의 새로운 개념은 기존 NTP 엔진 설계보다 신뢰성이 높았으며 비추력량은 화학 로켓보다 2배 이상 많다”면서 “우리는 우주의 새로운 개척지를 열기 위한 노력을 주도하고 그것을 빠르고 안전하게 이루길 원한다”고 말했다. NTP 엔진체계는 비록 로켓을 궤도까지 보내도록 설계되지 않았고 발사 이후에만 사용할 것이지만, 우주에서의 이동 시간을 크게 줄여 오늘날 가장 발전한 화학 로켓보다 무거운 탑재물을 운반할 것으로 기대된다.이런 엔진은 예를 들어 현재 화성까지 가는 데 걸리는 예상 시간인 약 7개월을 절반 이상 줄일 수 있다. 이는 달은 물론 화성까지 유인 임무를 계획하고 있는 NASA에 좋은 소식인 것이다. 울트라세이프뉴클리어는 이번에 고안한 새로운 개념은 육지에서 에너지를 공급하기 위해 사용하는 원자로의 설계 측면을 포함한다고 밝혔다. 파올로 벤네리 울트라세이프뉴클리어 최고경영자(CEO)는 성명에서 “우리 설계의 핵심은 지상 원자로 기술과 우주 원자로 기술 사이의 의도적인 중복”이라면서 “이는 우리가 지상 원자력 체계로부터의 핵기술과 기반 시설의 발전을 이용해 이를 우주 원자로에 적용할 수 있게 한다”고 말했다. 관련 사례 중 하나로 개념에는 원자로에 동력을 공급하기 위해 사용하는 핵연료가 있는데 이를 전세라믹미세입자핵연료(FCM·Fully Ceramic Microencapsulated)이라고 한다. FCM 핵연료는 실제로 민간 원자로에서 나오는 재처리 물질인 고순도 저농축 우라늄(HALEU·High-Assay Low Enriched Uranium)에 기반을 둔다. 이 회사는 FCM 연료를 탄화지르코늄의 코팅 조각으로 감쌀 것을 제안하면서 이 연료는 기존 핵연료보다 견고하며 고온에서 작동할 수 있어 더욱더 안전한 엔진 개념을 만들 수 있다고 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

'외계인들이 우리를 지켜보고 있다?' 인류가 외계 생명체에 대한 탐색을 강화함에 있어 반드시 고려하지 않으면 안될 사항은 외계인 역시 우리를 탐색하고 있을지 모른다는 점이다. 새로운 연구는 생명체가 서식할 가능성이 있는 가까운 항성계를 1000개 이상 확인함에 따라 이 같은 문제를 제기하고 나섰다. 코넬대학 천문학 부교수이자 칼 세이건 연구소 소장인 리사 칼테네거 논문 대표저자는 "만약 그러한 별들의 행성에 외계인이 산다면 그들은 우리 행성의 대기에서 생명의 신호들을 발견할 수 있을 것"이라고 예측하면서 "우리는 쌍안경이나 천체망원경 없이도 외계인들이 살 만한 밝은 별들을 관측할 수 있다"라고 밝혔다. 천문학자들은 지금까지 발견된 4,000개 이상의 외계행성 대부분을 '트랜싯 방법'으로 발견했는데, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 탐지하여 외계행성을 찾아내는 기법이다. 미 항공우주국(NASA)의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3,750개의 외계행성 중 약 70 %를 발견하는 큰 성과를 거두었다. 이 방법은 케플러 망원경의 뒤를 이은 TESS 망원경에도 적용되고 있다.​ 머지않아 연구자들은 생명 신호를 찾기 위해 가까운 외계행성의 대기를 스캔할 수 있게 될 것이다. 그것은내년 말에 발사될 예정인 NASA의 98억 달러짜리 제임스 웹 우주망원경이 수행할 많은 작업 중 하나가 될 것이다. 또한 2025년에 완성될 지상 기반의 거대마젤란 망원경도 이러한 작업을 수행할 것으로 보인다. 새로운 연구의 공동저자인 리하이 대학 물리학 부교수 조슈아 페퍼는 지구 자체를 트랜싯 기법으로 발견할 수 있는 위치의 별들을 찾아나섰다. 과학자들은 TESS와 유럽의 별 매핑 우주선 가이아의 데이터 세트를 면밀히 조사한 결과, 태양을 공전하는 궤도면인 황도와 나란한 100파섹(약 326 광년) 이내의 공간에서 그 같은 별들을 찾았다. 참고로 지구가 태양면을 가로지르는 것을 보려면 이러한 정렬이 필요하다. 이러한 탐색으로 1004개의 주계열 별들의 목록이 작성되었다. 우리 태양처럼 별의 중심에서 수소를 헬륨으로 융합하는 별들이다. 그 별들 중 508개가 지구의 태양면 통과를 관측함으로써 "지구의 이동을 최소 10시간 동안 관찰할 수 있도록 보장"한다고 칼테네거와 페퍼는 지난 20일(현지시간) 영국의 '왕립천문학회 월간공보 서신'에 발표했다. 그러나 칼테네거와 페퍼가 찾아낸 1,004개의 별을 공전하는 행성의 수는 파악하지 못하고 있으며, 따라서 생명체가 서식할 만한 세계가 얼마나 있는지에 대해서도 아무런 정보도 갖지 못한 상태이다. TESS와 같은 외계행성 사냥꾼이 계속 작업을 진행함에 따라 생명체 서식 가능 외계행성의 수는 더욱 명확히 밝혀질 것으로 기대된다.​ "이 새로운 연구는 앞으로 우주 생물학자들의 이정표 역할을 할 수 있을 것"이라고 전망하는 칼테네거는 "우리가 소통하기를 원하는 외계 지성체들을 발견하고자 한다면 가장 먼저 눈길을 주어야 할 별지도를 지금 우리 팀이 만든 것"이라고 새 연구의 성과를 규정했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미 항공우주국(NASA)의 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성 베누(Bennu)에 하강해 토양 및 자갈 샘플 등을 채취하는 모습이 영상으로 공개됐다. 22일(현지시간) NASA 측은 오시리스-렉스가 베누 표면에 하강한 후 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취하는 짧은 영상을 홈페이지에 공개했다. 미 현지시간으로 지난 20일 베누 궤도를 돌던 오시리스-렉스는 4시간 30분에 걸쳐 서서히 하강하며 로봇팔을 표면에 내밀었다. 이 로봇팔 끝에는 폭 30㎝ 크기의 샘플채취기가 달려있는데 약 6초 간 표면에 닿으면서 질소가스 분사로 날아오르는 지표 물질을 성공적으로 빨아들였다.(영상) NASA에서는 이를 ‘터치 앤 고‘(Touch And Go) 방식이라 부르며 총 3차례 실시할 수 있다. 이를 통해 오시리스-렉스는 최소 60g 이상 샘플을 채취해 이를 다시 지구로 가져오면 길고 긴 임무가 완료된다. 이번에 공개된 짧은 영상은 베누 표면 약 25m 위에서부터의 오시리스-렉스 움직임을 빠르게 편집한 것으로 실제 시간은 5분 정도다. 지난 2018년 12월 초 베누에 도착한 오시리스-렉스는 2년에 가까운 기간동안 소행성의 궤도를 돌며 탐사를 이어왔으며 북반구에 위치한 ‘나이팅게일’(Nightingale)을 최종 샘플 채취지로 선정해 한국시간으로 21일 성공적으로 샘플을 채취하는데 성공했다. 베누와 지구와의 거리가 현재 3억2100만㎞ 떨어져 있어 성공 신호는 18분 후에나 지구에 도착했으며 이에 오시리스-렉스 프로젝트를 이끌고 있는 연구원과 관계자들은 환호성을 터뜨렸다. 다만 오시리스-렉스가 목표한 60g 이상의 샘플을 실제로 채취했는지 확인하는데는 며칠 더 걸릴 전망이다.오시리스-렉스의 탐사 대상인 베누는 지름이 500m 정도의 작은 소행성이다. 전문가들은 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고있다. 이 때문에 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 샘플을 직접 채취에 지구로 가져오기 위해 제작됐다. 지구 도착은 2023년으로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다. 만약 오시리스-렉스가 샘플을 지구로 가져오는데 성공한다면 사상 두번째 국가가 된다. 앞서 지난 2005년 일본의 하야부사 1호가 소행성 '이토카와'에서 100㎎의 샘플(먼지)을 채취한 후 왕복 60억㎞에 이르는 비행을 마치고 지구로 귀환했다. 이때 이토카와의 샘플을 담은 캡슐은 본체와 분리되어 호주 남부 우메라 사막에 떨어졌고, 본체는 대기권에 충돌해 연소됐다. 또한 지난 2014년 발사된 하야부사2도 지난해 소행성 ‘류구’에 착륙해 표면의 물질을 채취한 후 지구로 귀환 중이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)는 행성 탐사선 ‘오시리스 렉스’(Osiris-Rex)가 소행성 ‘베누’(Bennu) 표면에 성공적으로 접지해 토양 및 자갈 샘플을 채취했다고 20일(현지시간) 발표했다. 소행성 표면 샘플은 2023년 지구로 배달될 예정이다. 오시리스 렉스는 이날 오후 1시 50분쯤 반동추진엔진을 가동해 궤도에서 벗어난 뒤 약 4시간 20여분에 걸쳐 초속 10㎝로 서서히 하강한 끝에 접지 목표지인 ‘나이팅게일’에 약 16초간 접지했다. 탐사선은 3.35ｍ 길이 로봇팔을 편 채 805ｍ를 하강한 뒤 두 차례 더 엔진을 가동해 미세조정한 뒤 목표 지점에 접지했다. 접지 직후 로봇팔 끝에 달린 샘플채취기(TAGSAM)로 표면에 압축 질소가스를 발사해 주변 토양과 자갈을 뜨게 한 뒤 이 중 일부를 흡입한 뒤 곧바로 이륙했다. 당초 목표한 2kg의 샘플을 채취했는지는 아직 불투명하다. 나사는 30일까지 탐사선이 충분한 분량의 토양을 흡입했는지를 발표할 예정이다. 샘플이 부족하면 나사는 내년 1월쯤 한번 더 시료 채취를 시도할 예정리고 CNN이 전했다. 미국 뉴욕에 있는 엠파이어 스테이트 빌딩 크기의 베누는 지구와 화성 사이의 행성으로 지구에서 약 3억 2100만㎞ 떨어진 곳에 있어 자료를 전송하는 데만 18분여가 걸린다. 과학자들은 베누는 수십억년 전에 형성된 초기 태양계를 들여다볼 창으로 여길 뿐만 아니라 지구에서 생명의 씨앗 구성물질을 탐구할 수 있을 것으로 기대한다. 탐사선이 소행성에 도착한 것은 미국에서는 처음이고, 전 세계에는 일본의 하나부사 1호와 2호에 이어 세 번째다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

국내 연구진이 퇴행성 뇌질환이나 다양한 정신질환 등의 원인을 밝혀낼 단서를 찾았다. DGIST는 뇌·인지과학전공 고재원 교수 연구팀이 뇌 시냅스 발달을 매개하는 시냅스 접착단백질 간의 핵심 신호전달 경로를 발견했다고 21일 밝혔다. 뇌는 수많은 신경세포로 이루어져 있다. 한 개의 신경세포는 수천 개의 다른 신경세포들과 연결되어 다양한 신경회로를 형성한다. 이를 통해 정상적인 학습, 기억 등의 기능을 담당한다. 이러한 신경세포 간 연결부위 역할을 하는 시냅스는 전 시냅스(presynapse)와 후 시냅스(postsynapse)로 구성되어져 있는데, 전시냅스에서 신경전달물질을 내보내면 후시냅스의 신경전달물질 수용체가 감지하면서 뇌 기능이 작동한다. 이 때 시냅스 형성 과정을 매개하는 중요한 인자가 바로 시냅스 접착 단백질이다. 시냅스 접착 단백질의 기능에 이상이 생기면 신경회로 연결에 문제가 생기고 뇌 질환이 일어난다. 이 때문에 시냅스 접착 단백질의 기능을 완벽히 밝혀내면 뇌 질환 치료에 큰 도움이 될 수 있다. 하지만 다양한 종류의 시냅스 접착 단백질들이 어떻게 상호작용하면서 시냅스의 형성과 유지, 소멸을 매개하는지에 대한 정확한 기전은 밝혀지지 않았다. 이에 고재원 교수 연구팀은 전시냅스의 여러 접착단백질 중 PTP시그마 단백질과 뉴렉신 단백질이 서로 상호작용하면서 시냅스를 형성함을 최초로 발견했다. 또한 이러한 상호작용은 동물세포 내 다당류인 ‘헤파란 설페이트(Heparan sulfate)’에 의해 정교하게 조절되고 있음을 확인했다. 기존 학계에서는 이 두 단백질이 각기 독립적인 메커니즘을 통해 시냅스 형성을 매개한다고 알려져 왔었기에 더욱 의미가 큰 발견이다. 연구팀은 PTP시그마 단백질과 뉴렉신 단백질을 각각 하나씩 또는 동시에 삭제한 초파리 유충들을 개별 제작 후, 신경근접합부에서의 신경전달 및 전 시냅스 봉오리 숫자를 분석했다. 이를 통해 두 초파리의 비슷한 유전자 서열을 가진 유전자가 생체 내에서 상호작용하며 시냅스 구조 및 기능 조절의 메커니즘을 규명했다. DGIST 고재원 교수는 “이번 연구는 시냅스 접착단백질인 PTP시그마와 뉴렉신으로 구성된 복합체가 다양한 전시냅스 및 후시냅스 단백질들과 협업하는 복잡한 신호전달 경로를 밝힌 것”라며, “지속적인 심화연구를 통해 시냅스 발달을 매개하는 보편적 분자원리를 확립하겠다”고 소감을 밝혔다. 이번 연구 성과는 보건복지부와 한국보건산업진흥원이 지원하는 보건의료인재양성지원사업으로 수행됐으며, 뇌?인지과학전공 한경아 연구교수가 제1저자로 참여했다. 또 뇌신경과학 분야의 저명 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스(The Journal of Neuroscience)’’에 10월 9일자 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

태양계 형성의 비밀을 풀기위해 탐사 중인 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성 ‘베누’(Bennu)에 하강해 토양 및 자갈 샘플을 채취하는데 성공했다. 미 항공우주국(NASA)은 한국시간으로 21일 오전 7시 11분 오시리스-렉스가 베누 표면에 4시 30분에 걸쳐 서서히 하강한 후 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취하는데 성공했다고 발표했다. 　 　 지난 2018년 12월 초 베누에 도착한 오시리스-렉스는 2년에 가까운 기간동안 소행성의 궤도를 돌며 탐사를 이어왔으며 북반구에 위치한 ‘나이팅게일’(Nightingale)을 최종 샘플 채취지로 잡았다.그리고 지난 8월 리허설까지 마친 오시리스-렉스는 이날 서서히 하강한 끝에 로봇팔 끝에 달린 샘플채취기를 10초 간 표면에 접지시켜 토양 및 자갈 샘플 등을 채취하는데 성공했다. 베누와 지구와의 거리가 현재 3억2100만㎞ 떨어져 있어 성공 신호는 18분 후에나 지구에 도착했으며 이에 NASA 연구원과 관계자들은 환호성을 터뜨렸다. 다만 오시리스-렉스가 목표한 60g 이상의 샘플을 실제로 채취했는지 확인하는데는 며칠 더 걸릴 전망이다. 오시리스-렉스 프로젝트의 연구책임자인 단테 로레타 애리조나 대학 교수는 "탐사선이 실제로 샘플 채취에 성공했다는 사실이 너무나 놀랍고 믿을 수 없다"면서 "지금까지 모든 예정된 임무를 완수했다"며 기뻐했다. 　오시리스-렉스의 탐사 대상인 베누는 지름이 500m 정도의 작은 소행성이다. 전문가들은 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고있다. 이 때문에 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 샘플을 직접 채취에 지구로 가져오기 위해 제작됐다. 지구 도착은 2023년으로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다. 만약 오시리스-렉스가 샘플을 지구로 가져오는데 성공한다면 사상 두번째 국가가 된다. 앞서 지난 2005년 일본의 하야부사 1호가 소행성 '이토카와'에서 100㎎의 샘플(먼지)을 채취한 후 왕복 60억㎞에 이르는 비행을 마치고 지구로 귀환했다. 이때 이토카와의 샘플을 담은 캡슐은 본체와 분리되어 호주 남부 우메라 사막에 떨어졌고, 본체는 대기권에 충돌해 연소됐다. 또한 지난 2014년 발사된 하야부사2도 지난해 소행성 ‘류구’에 착륙해 표면의 물질을 채취한 후 지구로 귀환 중이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 ‘오시리스-렉스(Osiris-Rex)’가 21일 오전(이하 한국시간) 소행성 ‘베누(Bnnnu)’ 표면에서 토양을 채취하는 작업을 마쳤을 것으로 추정된다고 영국 BBC가 전했다. 지구로부터 3억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 탐사선이 높이가 492ｍ, 직경이 510m 밖에 안 되는 아주 작은 행성인 베누와 접지하고 있음을 무선 신호들로 확인했다고 NASA는 전했다. 하지만 우주와 태양계 생성의 비밀을 알려줄 수 있을 것으로 기대를 모으는 토양 샘플을 충분히 채취했는지는 탐사선이 더 많은 정보를 보내올 때까지 기다려야 한다고 덧붙였다. 워낙 먼 거리라 지구와 신호가 오가는 데 18분 30초가 걸리며 주말에나 확인할 수 있을 것으로 NASA는 보고 있다. NASA는 다만 현지시간으로 21일 안에 사진 몇 장을 배포할 예정이라고 밝혔다. 베누는 탄소질 소행성으로 45억년 전 태양계가 형성된 뒤 1000만년이 안 돼 만들어진 것으로 추정되며 영하 200도의 우주공간에서 구성하고 있는 물질이 거의 변형되지 않은 채로 간직된 ‘타임캡슐’로 여겨진다. 밴 승합차 크기만한 오시리스-렉스는 베누 표면에 착륙하지 않고 3.4ｍ 길이의 로봇팔을 뻗어 베누 표면에 10초 동안 닿은 상태로 샘플을 채취한 뒤 곧바로 고도를 높였을 것으로 추정된다. ‘접지이륙’(TAG·Touch and Go)이란 방식이다. 자갈과 운 좋으면 먼지티끌 등 적어도 60g 이상 샘플을 채취하는데 첫 시도에 만족할 만한 샘플을 채취하지 못하면 두 차례 더 시도하게 된다. 탐사선은 이날 오전 3시 직전 반동추진엔진을 가동해 베누 0.75㎞ 상공의 궤도를 떠나 샘플 채취 목표지로 선정된 ‘나이팅게일’을 향해 4시간 30분에 걸쳐 하강했다. 오전 7시 12분쯤 접지해 로봇팔 끝에 장착된 샘플 채취기(TAGSAM)를 가동했다. 접지가 확인되자마자 3개의 질소가스탄 중 하나를 발사해 표면 물질을 날려 올리고 샘플 채취기가 진공청소기처럼 빨아들였다. 샘플 채취기는 약 2㎝ 크기 물질도 흡입할 수 있다. 오시리스-렉스는 이 과정을 단 10초 만에 끝나고 곧바로 이륙한 뒤 샘플 채취 영상 분석과 샘플 채취기 무게 측정 등을 통해 충분한 양이 확보됐는지 분석하며, 최저 목표치인 60g을 확보하지 못하면 나머지 두 개의 질소가스탄을 활용해 샘플 확보에 다시 나선다. 샘플 채취기는 150g 이상의 샘플을 채취할 수 있게 만들어졌으며 1.8㎏까지도 가능해 최저 목표치를 맞출 수 있는 가능성이 90% 이상인 것으로 알려졌다. 샘플이 충분히 확보된 것으로 판단되면 용기에 담아 밀봉하고, 오시리스-렉스호는 내년 초 지구로 귀환 비행을 시작해 2023년 9월 24일 유타주 사막에 샘플 용기를 떨어뜨린다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

태양계 형성의 비밀을 풀기위해 탐사 중인 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성 ‘베누’(Bennu·1999 RQ36)의 표면에서 토양 및 자갈 등 샘플 채취에 들어간다. 미 항공우주국(NASA)은 오시리스-렉스가 한국시간으로 21일 아침 소행성 베누 표면에 다가가 샘플 채취를 하는 임무를 시작한다고 밝혔다. 지난 2018년 12월 초 베누에 도착한 오시리스-렉스는 2년에 가까운 기간동안 소행성의 궤도를 돌며 탐사를 이어왔으며 북반구에 위치한 ‘나이팅게일’(Nightingale)을 최종 샘플 채취지로 잡았다.오시리스-렉스 프로젝트의 연구책임자인 단테 로레타 애리조나 대학 교수는 "베누는 우리가 기대했던 모래사장으로 이루어진 것이 아닌 돌로 뒤덮힌 소행성이었다"면서 "총 4곳의 착륙 후보지 중 나이팅게일이 가장 미세한 물질로 이루어져 이곳을 선택했다"고 밝혔다.　오시리스-렉스가 샘플을 채취하는 방법도 흥미롭다. 이미 지난 8월 리허설까지 마친 오시리스-렉스는 임무가 시작되면 4시간 여에 걸쳐 베누 표면에 서서히 다가가 목표 지점으로 하강한다. 이후 한국시간으로 정확히 21일 아침 7시 12분 오시리스-렉스는 로봇팔을 쭉 뻗어 질소 가스를 분사한 후 표면에서 날아오르는 지표 물질을 채취한다. 이른바 ‘터치 앤 고'(Touch And Go) 방식으로 총 3차례 실시할 수 있다. 이를 통해 오시리스-렉스는 최소 60g 이상 샘플을 채취해 이를 다시 지구로 가져오면 길고 긴 임무가 완료된다.오시리스-렉스의 탐사 대상인 베누는 지름이 500m 정도의 작은 소행성으로, 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고 있다. 전문가들은 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고있다. 이 때문에 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 샘플을 직접 채취에 지구로 가져오기 위해 제작됐다. 지구 도착은 2023년으로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.만약 오시리스-렉스가 샘플을 지구로 가져오는데 성공한다면 사상 두번째 국가가 된다. 앞서 지난 2005년 일본의 하야부사 1호가 소행성 '이토카와'에서 100㎎의 샘플(먼지)을 채취한 후 왕복 60억㎞에 이르는 비행을 마치고 지구로 귀환했다. 이때 이토카와의 샘플을 담은 캡슐은 본체와 분리되어 호주 남부 우메라 사막에 떨어졌고, 본체는 대기권에 충돌해 연소됐다. 또한 지난 2014년 발사된 하야부사2도 지난해 소행성 ‘류구’에 착륙해 표면의 물질을 채취한 후 지구로 귀환 중이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 ‘오시리스-렉스(Osiris-Rex)’가 21일 오전(이하 한국시간) 소행성 ‘베누(Bnnnu)’ 표면에서 ‘하이 파이브’ 작동을 시도한다. 자갈, 운 좋으면 먼지티끌을 모으게 된다. 샘플이 제대로 채취되면 미국이 50년 전 달에 착륙해 암석들을 가져온 뒤 실로 오랜만에 우주에서 뭔가를 가져오는 일이 된다. 베누는 직경 492ｍ, 높이가 510m 밖에 안 되는 아주 작은 행성이다. 미국 뉴욕의 엠파이어스테이트 빌딩 높이가 443m, 프랑스 파리 에펠탑이 324m이니 둘보다 조금 클 뿐이다. 탄소질 소행성으로 45억년 전 태양계가 형성된 뒤 1000만년이 안 돼 만들어진 것으로 추정되며 영하 200도의 우주공간에서 구성하고 있는 물질이 거의 변형되지 않은 채로 간직된 ‘타임캡슐’로 여겨진다. 따라서 태양계 형성과 생명의 기원에 관해 연구할 자료가 샘플에 간직돼 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 탐사선의 작명 과정도 흥미롭다. 고대 이집트 신화에서 땅의 신 ‘게브’는 하늘의 신 ‘누트’와 혼인해 다섯 남매를 뒀는데 첫째 아들이 오시리스였다. 인간에게 농사를 짓고 가축을 기르는 방법을 가르친 것이 오시리스였다. 억울하게 죽임을 당하고 부활해 내세를 관장해 이집트인들에게 영생 불사, 이집트를 영원히 지켜주는 신이 됐다. 렉스는 라틴어로 ‘국왕’을 뜻한다.지구에서 3억 3230만㎞ 떨어진 곳에 있는 베누는 6년마다 지구 근처를 지나가는데, 2175년과 2195년에 지구와 충돌할 확률이 2700분의 1로 추정돼 잠재적으로 위험한 천체로 분류돼 있다. 밴 승합차 크기만한 오시리스-렉스는 베누 표면에 착륙하지 않고 3.4ｍ 길이의 로봇팔을 뻗어 베누 표면에 10초 동안 닿은 상태로 샘플을 채취한 뒤 곧바로 고도를 높이게 된다. 공식적으로는 ‘접지이륙’(TAG·Touch and Go)이라고 한다. 적어도 60g 이상 샘플을 채취하는데 첫 시도에 만족할 만한 샘플을 채취하지 못하면 두 차례 더 시도하게 된다. 오시리스-렉스는 지난 2018년 12월 3일 베누 상공에 도착해 베누 궤도를 돌며 정밀 지도를 제작하고 착륙지를 선정하는 등 준비 작업을 해왔다. 당초 차량 100대를 세울 수 있는 공간에 접지할 수 있을 것으로 예상했지만 실제 근접 관찰해보니 표면이 푸석푸석해 차량 5대를 2열로 세울 수 있는 공간, 직경 8m의 테니스 코트만한 크기로 바뀌었다. 탐사선은 이날 오전 3시 직전 반동추진엔진을 가동해 베누 0.75㎞ 상공의 궤도를 떠나 샘플 채취 목표지로 선정된 ‘나이팅게일’을 향해 서서히 하강한다. 4시간여에 걸친 하강이 순조로우면 오전 7시 12분쯤 접지해 로봇팔 끝에 장착된 샘플 채취기(TAGSAM)를 가동하게 된다. 접지가 확인되자마자 3개의 질소가스탄 중 하나를 발사해 표면 물질을 날려 올리고 샘플 채취기가 진공청소기처럼 빨아들인다. 샘플 채취기는 약 2㎝ 크기 물질도 흡입할 수 있다.오시리스-렉스는 이 과정을 단 10초 만에 끝나고 곧바로 이륙한 뒤 샘플 채취 영상 분석과 샘플 채취기 무게 측정 등을 통해 충분한 양이 확보됐는지 분석하며, 샘플 최저 목표치인 60g을 확보하지 못하면 나머지 두 개의 질소가스탄을 활용해 샘플 확보에 다시 나선다. 샘플 채취기는 150g 이상의 샘플을 채취할 수 있게 만들어졌으며 최대 1.8㎏까지도 가능해 최저 목표치를 맞출 수 있는 가능성이 90% 이상인 것으로 알려졌다. 샘플이 충분히 확보된 것으로 판단되면 용기에 담아 밀봉하고, 오시리스-렉스호는 내년 초 지구로 귀환 비행을 시작해 2023년 9월 24일 유타주 사막에 샘플 용기를 떨어뜨리게 된다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 소행성 탐사선 ‘하야부사2’가 지난해 4월 지구에서 약 3억 4000만㎞ 떨어진 소행성 ‘류구’에서 금속탄환으로 인공 웅덩이를 만든 뒤 샘플을 채취해 귀환 중이다. 하야부사2는 오는 12월 6일 샘플이 담긴 용기를 호주 오지에 떨어뜨리고 그 뒤 새로운 소행성 ‘1998 KY26’ 탐사 임무에 나설 예정이다. NASA와 JAXA는 샘플 정보를 공유할 예정인데 영국을 비롯해 세계 각국 과학자들의 러브콜이 쏟아지고 있다고 방송은 전했다. 지난 2003년 발사한 하야부사1도 소행성 이토카와에 착륙했다가 통신이 두절되는 등 우여곡절을 겪기는 했으나 2010년 미립자 1500개가 담긴 샘플을 지구에 가져온 바 있다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

서울 양천구는 환경 교육과 예술을 접목한 찾아가는 환경 교육 ‘방그레’(방문 그린 트레이닝의 줄임말) 환경뮤지컬을 기획해 진행한다고 19일 밝혔다. 환경뮤지컬 ‘환경마을’은 브로드웨이에서 참신함과 흥행성으로 연출상, 극본상, 작곡상 등을 수상한 ‘유린타운’(오줌마을)을 각색한 작품으로 오는 21일 12시 40분 관내 신남중학교으로 찾아간다. 이번 뮤지컬 공연은 양천구청 유튜브 채널 ‘양천TV’에서도 누구나 실시간으로 관람이 가능하다. 물 부족에 시달리는 가상의 도시, 개인이 화장실을 독점하고 있는 이곳은 힘없는 시민들은 돈을 내야만 용변을 볼 수 있다. 다른 곳에 공짜로 실례를 했다가는 오줌마을로 끌려가 다시는 돌아오지 못한다. 화장실 사용권이라는 황당한 소재를 사용해 권력의 남용과 환경문제, 물질만능주의 등을 비판하는 이야기를 아름다운 음악과 신나는 댄스로 풀어나간다. 김수영 양천구청장은 “이제 미래세대의 환경교육은 선택이 아닌 필수다. 환경교육은 환경과 ‘나’의 관계에 대한 감수성을 깨닫는 데서 시작한다”며 “단순히 일회용품을 줄여라, 분리수거를 해라 등 훈계식 교육이 아닌 환경 감수성을 키우며 스스로 삶의 변화를 실천하는 계기가 되길 바란다”고 말했다. 문경근 기자 mk5227@seoul.co.kr

행성은 별과 함께 가스 성운에서 탄생한다. 태양과 지구 역시 46억 년 전 가스 성운에서 뭉쳐진 가스와 먼지에서 태어났다. 물론 대부분의 가스는 중력에 의해 중앙으로 몰려 태양을 형성했고 중력에 이끌려 왔지만, 태양에 포함되지 않은 남은 가스와 먼지는 태양 주변을 돌면서 행성, 소행성, 혜성이 됐다. 대략적인 내용은 이렇지만, 과학자들은 아직 잘 알려지지 않은 세부적인 내용을 알아내기 위해 계속해서 아기별과 그 주변을 관측하고 있다. 독일 막스 플랑크 외계 물리학 연구소(MPE)의 도미니크 세구라-콕스와 그 동료들은 칠레에 있는 강력한 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 지구에서 470광년 떨어진 가스 성운인 L1709을 관측했다. 여기에 생성된 지 50만 년에 불과한 아기별인 IRS 63이 있기 때문이다. 50만 년은 인간의 기준으로는 아득한 세월이지만, 천문학적 관점에서 보면 신생아나 다를 바 없다. 그러나 이 시간 동안 아무 변화도 일어나지 않는 것은 아니다. 과학자들은 이 단계에서 아기별이 먼저 생성된 후 주변의 가스와 먼지를 모아 원시행성계 원반(protoplanetary disk)을 만든다고 생각했다. 그 후 원시 행성이 원시행성계 원반에서 생성된다.그러나 IRS 63 관측 결과는 이런 예상과 달랐다. IRS 63은 아직도 주변에서 가스를 흡수하면서 성장하는 아기별이지만, 그 주변에 있는 원시행성계 원반은 새로운 행성의 생성 증거인 고리(ring)와 간극(gap)을 가지고 있었다. 원시행성계 원반에서 간극이 생성되는 주된 이유는 물질을 흡수하는 원시 행성 때문이다. 원시 행성은 지구에서 관측하기에 너무 어둡지만, 고리와 간극의 존재는 다른 이유로 설명하기 힘들다. 사람으로 치면 아기가 아기를 낳는 일이 우주에서 벌어진 셈이다. 참고로 IRS 63의 고리는 두 개 존재한다. 태양계와 크기를 비교하면 안쪽 고리는 해왕성 궤도에 해당되며 두 번째 고리는 명왕성궤도보다 더 먼 거리에 있다.(사진 참조) 행성은 이 고리 안쪽에 있는 간극에 있는데, 정확한 질량과 크기는 아직 모르는 상태다. 다만 연구팀은 여기에 목성 질량의 0.03배 정도 되는 암석 행성이 있다면 고리에 있는 가스를 끌어 모아 목성급의 거대 가스 행성으로 자랄 것으로 예상했다. 이번 관측 결과가 의외인 이유는 주변에서 가스를 모으면서 커지는 아기별 주변에서는 행성이 생성되더라도 결국 별로 흡수되어 사라질 것으로 예상했기 때문이다. 하지만 IRS 63 관측 결과는 별과 충분한 거리를 두고 떨어져 있으면 원시 행성이 삼켜지지 않고 살아남아 커질 수 있음을 시사한다. 이런 경우가 일반적인지 아니면 드물게 일어나는 일인지는 더 연구가 필요하지만, 이번 연구는 행성의 탄생 역시 매우 복잡하고 다양한 방식으로 일어날 수 있음을 보여줬다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

스페이스X사는 거대한 스타십 로켓으로 화성에 영구적인 인류 정착지 건설을 시작할 준비가 거의 다 되어가고 있는 듯하다. 스페이스X의 창립자이자 CEO인 일론 머스크는 10월 16일(현지시간) 국제화성협회 컨벤션에서 이 민간 우주비행 회사가 빠르면 4년 안에 첫 번째 무인 화성 미션을 시작할 계획이라고 밝혔다. 머스크는 화성협회 설립자인 로버트 주브린과의 토론에서 "우리는 화성 진출을 위한 두 번째 창을 만들 기회가 있다고 생각한다"고 말했다. 머스크가 언급한 '창'은 화성 탐사를 위해 26개월마다 돌아오는 발사 기회를 말한다. 미 항공우주국(NASA)을 비롯, 중국, 아랍 에미리트는 모두 올해 7월 화성행 로켓을 발사했다. 다음 창은 2022년에 열리며, 머스크가 말한 두 번째 창은 2024년이다.​ 스페이스X는 현재 사우스 텍사스 시설에서 화성 탐사에 오를 재사용 가능 로켓-우주선 콤보인 스페이스X 스타십을 개발하고 있으며, 2022년부터 시작할 예정인 달 탐사 및 지구 궤도 우주여행에 스타십을 사용할 계획이다. 머스크는 오래전부터 인류는 다행성 종족(multi-planetary species)이 되어야 한다고 전제하면서, 핵전쟁이나 소행성 충돌로 지구에 더는 사람이 살 수 없게 될 경우를 대비해 화성에 영구적인 정착촌을 세워야 한다고 주장해왔다. 그는 오는 2024년엔 승객을 태워 화성으로 여행을 떠나고, 50년 내에는 100만 명을 이주시키겠다는 포부를 밝히기도 했다. 그러나 현시점에서 스페이스X는 실제로 화성 기지를 건설할 계획을 하고 있지 않다. 어디까지나 운송회사로서 화성 개발을 촉진하기 위해 인간과 화물을 화성으로 실어나르는 것이 유일한 목표다.화성협회 창립자인 로버트 주브린은 대회에서 "스페이스X는 가장 큰 단일과제인 운송 시스템 확립을 위해 매진하고 있으며, 거기에는 필요한 모든 종류의 시스템들이 포함되어 있다"고 밝혔다. 그러면서 "내 개인적인 희망은 올해가 끝나기 전에 성층권에서 스타십을 볼 수 있고, 일론이 옳다면 내년 또는 다음 해에 궤도에 도달하는 것"이라고 덧붙였다. 지나치게 야심 찬 일정을 곧잘 내세우기는 하지만, 그래도 만약 머스크의 예상이 맞는다면 스페이스X의 첫 화성 임무는 NASA 우주 비행사가 아르테미스 프로그램에 따라 달로 가는 해에 시작될 것이다. 또한 스페이스X는 스타십으로 2023년 달 궤도를 도는 우주 관광 비행을 할 계획이다. NASA는 아르테미스 프로그램에 따른 달 착륙선을 개발하기 위해 3개의 민간기업 중 하나로 스페이스X를 선택했다. 머스크는 2016년 스페이스X의 우주선 계획에 대한 계획을 발표한 바 있다. 이 프로젝트는 달, 화성 및 기타 지역으로의 심 우주 임무를 위해 거대한 부스터로 50m 길이의 우주선을 발사하는 것을 목표로 한다. 스타십과 슈퍼 헤비 부스터는 모두 재사용할 수 있는 것들이다. 올해 스페이스X는 텍사스에 있는 부카치카 시험비행 구역에서 SN5 및 SN6이라는 스타십 시제기의 시험 비행을 두 차례 실시했다. 비행 고도는 150m에 도달했다. 스페이스X는 가까운 장래에 고도 20km에 달하는 시험비행을 위해 SN8이라는 또 다른 스타십 시제기를 준비하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

뉴호라이즌스, 새로운 지평을 향한 여정/앨런 스턴·데이비드 그린스푼 지음/김승욱 옮김/푸른숲/540쪽/2만 5000원 2006년 1월 19일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지에서 발사된 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스호. 2015년 여름 태양과 지구 사이 거리 약 1억 5000㎞의 40배나 더 떨어져 있는 행성에서 뉴호라이즌스가 보내온 ‘예쁜 하트’ 모양의 명왕성 사진은 7개 대륙 전 신문의 첫 페이지를 장식하며 사람들의 눈과 마음을 사로잡았다. 명왕성 플라이바이(근접비행) 당일 명왕성을 보려는 미 항공우주국(NASA) 웹사이트 접속자 수는 20억명을 넘었다.명왕성과 그 탐사선 뉴호라이즌스는 당시 폭발적인 인기와 성공의 아이콘이었지만 정작 그곳에 닿기까지의 과정은 전쟁이나 다름없었다. ‘뉴호라이즌스, 새로운 지평을 향한 여정’은 두 과학자가 태양계 아홉 번째 행성을 향해 간 탐사의 모든 것을 스릴러처럼 엮어 낸 역작이다. 탐사 프로그램을 이끈 행성과학자 앨런 스턴과 그 곁에서 자문 역할을 했던 우주생물학자 데이비드 그린스푼 두 사람이 털어놓는 프로젝트의 전말은 손에 땀을 쥐게 하는 장면의 연속이다. 인류가 유일하게 탐사하지 못한 고독한 행성이었던 명왕성은 너무 멀리 떨어져 있는 탓에 별 관심을 받지 못한 채 우주 탐사계획에서 번번이 밀리기 일쑤였다. 책은 저자들을 비롯해 20~30대 젊은 과학자와 엔지니어들이 정치판과 과학계의 편견, 반대를 뚫고 탐사에 성공하기까지 과정에 초점을 맞춘다.우주 탐사는 기획과 위성 개발, 지상국 통신, 자료 수신을 포함해 보통 10년 정도가 소요된다. 뉴호라이즌스는 세 배에 가까운 시간이 걸렸다. 1989년 시작한 탐사 제안서는 2001년에야 승인됐고 2002년 제작에 들어간 위성은 3년 만에 완성돼 그 이듬해 우주로 날아갔다. 무려 17년 만에 탐사의 꿈이 현실이 됐다. 긴 비행 끝에 2015년 명왕성 궤도에 도달했으니 기획부터 근접비행까지 장장 26년이 걸린 셈이다. 탐사에 관여한 과학자와 엔지니어는 2500명에 달한다. 그 험난한 대장정을 전투처럼 치러 낸 열정과 끈기는 책 곳곳에서 실감나게 전해진다. 우주선 제작 착수 자금 확보를 위해 탐사계획서를 작성했다가 무산된 것만도 여섯 번이다. 전방위로 뻗쳐 있는 정치적 압박과 거대 기업의 방해로 프로젝트 자체가 무산될 위기도 여러 번 겪었고 심지어 2006년에는 명왕성이 태양계에서 퇴출됐다. 탐사 프로젝트 가부를 결정하는 태양계 탐사소위원회(SSES)의 회의 모습은 그 힘겹고 어려웠던 탐사의 여정을 단적으로 보여 준다. 여러 위원들의 반대로 좌초 위기에 빠진 명왕성 탐사 프로젝트를 성사시킨 전설적인 대기 물리학자 도널드 헌텐의 회의 발언이 인상적이다. “젠장! 탐사선이 명왕성에 도착할 때쯤 나는 세상에 없을 겁니다. 설사 살아 있다 해도 그런 상황을 의식할 수 있는 상태가 아닐 거예요. 그래도 이건 우리가 해야 하는 일이 맞습니다.” 인류 역사상 가장 먼 곳을 향해 탐사여행을 떠난 뉴호라이즌스는 2021년 4월 명왕성 궤도의 끝에 도착한 뒤 지구에서 보낸 명령을 받아 전원이 꺼지면서 장렬한 최후를 맞는다. 저자들은 “명왕성을 탐사하기 위해 애쓴 사람들의 이야기는 성공 가능성이 희박했다는 점에서 가슴이 아프고, 언뜻 막다른 길처럼 보이던 순간 아슬아슬하게 빠져나온 일들을 돌이켜보면 어찌 성공할 수 있었을까 싶지만 이 계획은 실제로 성공했다”고 쓰고 있다. 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

2021년 2월 18일에 화성의 예제로 크레이터에는 역사상 가장 크고 정교한 탐사 로버인 퍼서비어런스(Perseverance)가 착륙할 예정이다. 퍼서비어런스의 무게는 1025kg으로 1997년 화성 땅을 밟은 최초의 화성 로버인 소저너의 100배에 달한다. 바퀴 위의 실험실이라고 불릴 만큼 많은 탐사 장비를 탑재한 덕에 이렇게 몸집이 커진 것이다. 이런 탐사 장비 중 하나가 화성 최초의 지면 침투 레이더(ground-penetrating radar, GPR)인 RIMFAX(Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment)다. 지면 침투 레이더는 지면 아래 구조물이나 지질 구조를 연구할 목적으로 개발된 특수 레이더로 지질 및 자원 탐사는 물론 고고학 유적 탐사, 싱크홀, 지하 구조물 조사에도 활용된다. 레이더이기 때문에 지표면이 아니라 항공기나 위성에서도 땅속을 탐사할 수 있다는 점이 큰 장점이다. 따라서 나사는 지구와 다른 행성을 연구하기 위해서 땅과 얼음을 투과할 수 있는 지면 침투 레이더를 사용해왔다. 하지만 지금까지 화성 표면에 직접 밀착해서 지면 침투 레이더를 사용한 적은 없었다. 화성의 속살을 더 가까이에서 들여다보기 위해 나사는 노르웨이 국방 연구소(FFI)와 협력해 RIMFAX를 개발했다. 무게 3kg에 불과한 소형 지면 침투 레이더인 RIMFAX는 19.6 × 12.0 × 0.66 cm 크기의 레이더 모듈을 통해 최대 10m 아래 지하를 들여다볼 수 있다. 투과 깊이보다 더 중요한 부분은 해상도로 위성 궤도에서는 불가능한 15-30cm 해상도로 지면 아래 있는 광물과 지층의 존재를 파악할 수 있다. 퍼서비어런스 로버는 화성 로버 역사상 최초로 지표는 물론 땅속까지 동시에 들여다볼 수 있는 셈이다. 물론 이런 장비를 탑재한 데는 그럴 만한 이유가 있다. 퍼서비어런스 로버가 착륙할 예제로 크레이터는 35억 년 전쯤 소행성이 충돌해 형성된 지름 45km 크기의 대형 크레이터다. 35억 년 전에는 이 크레이터 내부로 물이 흘러들어와 호수를 형성했다. 퍼서비어런의 목표 착륙 지점은 예제로 크레이터 안에서도 강물이 유입되던 삼각주 지형으로 과학자들은 여기서 당시 생성된 퇴적 지형을 조사할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 하지만 이 시기 형성된 지층을 조사하기 위해서는 겉으로 드러난 부분만으로 충분치 않다. 퍼서비어런스 로버에 탑재된 RIMFAX는 땅속 광물의 분포 및 지층 구조를 확인해 고대 화성에 존재했을지도 모르는 생명체에 대한 단서를 제공할 것이다. 그리고 가능성은 높지 않지만, 혹시 물을 포함한 지하수층이나 얼음이 있다면 이를 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다. 어쩌면 여기에 화성 생명체에 대한 결정적인 단서가 숨어 있을지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com