미 항공우주국(NASA)의 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’(Parker Solar Probe·이하 PSP)가 인류의 피조물 중 가장 태양에 최근접하는 기록을 세웠다. 30일(이하 미 동부시간 기준) NASA는 PSP가 29일 오후 1시 4분 경 태양 표면 기준 4300만㎞ 안까지 접근해 기존 기록을 넘어섰다고 밝혔다. 지금까지 태양에 가장 최근접한 기록은 1976년 미국과 독일이 합작한 헬리오스 2 미션으로, 당시 태양과의 거리가 바로 4300만㎞였다. 지난 8월 12일 발사된 PSP는 앞으로 7년 동안 총 24차례 태양 근접비행을 수행하게 예정으로 미션 이름도 ‘태양을 터치하라!‘(Touch the Sun)이다. 특히 2025년에 잡혀 있는 마지막 태양 접근비행에서 PSP는 태양 표면으로부터 610만㎞ 거리까지 하강할 계획이다. 그러나 PSP가 태양의 가공할 중력을 버티며 태양 궤도를 선회하는 것은 쉬운 문제가 아니다. 이를 해결하기 위해 먼저 PSP 자체의 엄청난 속도가 필요한데 29일 PSP는 시속 24만 7000㎞를 넘어서 기존 헬리오스 2의 기록도 넘어섰다.또한 PSP가 태양을 돌기 위해서는 '우주의 도움'도 필요하다. 바로 중력도움으로 불리는 플라이바이(fly-by)인데 행성궤도를 근접통과하면서 행성의 중력을 훔쳐 가속을 얻는 방법이다. PSP가 중력도움을 얻을 대상 천체는 태양으로 가는 길목에 있는 금성으로, 지난 3일 PSP는 2400㎞까지 접근비행해 중력도움을 얻는데 성공했다. 앞으로 PSP는 태양에 보다 가까이 접근하기 위해 총 6차례 금성 플라이바이를 거칠 계획이다. PSP 프로젝트를 이끌고 있는 앤디 드리스먼 박사는 "PSP가 발사된 지 78일 만에 인류 역사상 태양에 가장 가까이 접근했다"면서 "가장 자랑스러운 순간이었다"고 자평했다. 　 　 한편 PSP는 그간 베일에 쌓여왔던 수많은 태양의 비밀을 풀어줄 것으로 기대를 모으고 있다. 대표적으로 태양 대기인 코로나가 태양 표면 온도보다 수백 배 더 높은 이유와 태양풍의 비밀이다. 태양은 '태양 플라스마'라 불리는 태양풍을 내뿜는데 당연히 지구를 포함한 태양계 천체는 이 영향을 받는다. 특히 태양풍은 어떨 때는 엄청난 에너지를 뿜어내는데 이 경우 GPS 등 통신 시설이 마비되는 등 지구에 커다란 영향을 미친다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

기아자동차는 강화된 파워트레인을 탑재하고 다양한 첨단 안전·편의사양을 적용한 2019년형 쏘렌토 ‘더 마스터(THE MASTER)’의 본격 판매에 들어갔다. 이 차는 기존 R2.2 디젤과 2.0 가솔린 터보 모델에 적용했던 8단 자동변속기를 R2.0 디젤 모델까지 확대 적용해 전 모델 8단 자동변속기를 기본으로 장착했으며, ‘랙 구동형 전동식 파워 스티어링’(R-MDPS)을 통해 높은 주행성능을 확보했다. 전륜 8단 자동변속기는 부드러운 변속감과 우수한 전달 효율을 발휘한다. 저단 영역에서는 발진·가속 성능이 높아지고, 고단 영역에서는 연비 향상과 정숙한 주행감을 실현한다. 또한 R2.0과 R2.2 디젤 엔진에 배기가스 내 질소산화물 등 오염물질 저감에 효과적인 요소수 방식을 적용한 ‘SCR(Selective Catalytic Reduction)’ 시스템을 적용해 강화된 유로6 기준을 충족했다. 아울러 고속도로 주행보조(HDA), 후측방 충돌방지보조(BCA), 후방교차 충돌방지보조(RCCA), 전방 충돌방지 보조(FCA), 후석 승객 알림(ROA), 전 좌석 시트벨트 리마인더(SBR) 등의 첨단 안전 사양을 갖췄다. 이밖에 헤드업 디스플레이(HUD), 속도 조절 경사로 저속 주행 장치(DBC), 자동 세차장 뷰, 서버형 음성인식 기술 ‘카카오 I(아이)’를 탑재했다. 5년간 무료 이용할 수 있는 8인치 UVO 3.0 내비게이션도 달았다. 김태곤 객원기자 kim@seoul.co.kr

현대·기아자동차가 29일 임원 인사와 조직 개편을 단행했다. 8년만에 최악의 3분기 실적을 발표한 직후인데다 정의선 총괄수석부회장 체제 출범 후 제품, 디자인, 신기술 등을 망라한 종합적인 임원 인사라는 점에서 더 눈길이 쏠린다. 시장과 전문가들은 어떻게 평가할까. 우선 가장 눈에 띄는 것은 고성능사업부장인 토마스 쉬미에라 부사장이 상품전략본부장으로 자리를 옮긴다는 점이다. 현대차는 “쉬미에라 부사장은 WRC 등 모터스포츠 분야와 고성능 브랜드에서 성과를 내는 등 이미지를 높인 인물”이라면서 “자율주행 등 급속한 패러다임의 변화에 따른 대응을 이끌 것”이라고 설명했다. 쉽게말해 ‘고성능 DNA’로 제품경쟁력 향상을 이끌겠다는 의도다. 업계 평가도 비슷하다. 자동차 산업에 정통한 금투업계 관계자는 “대형 스포츠유틸리티차(SUV)의 뒤늦은 출시 등 그간 현대차 상품전략 마케팅은 비효율적이었다”면서 “고성능 전문가인 쉬미에라 부사장의 이동은 다소 밋밋한 대중차 이미지를 지닌 현대차가 고성능 등 다양하고 새로운 상품 전략 방향성을 잡겠다는 의미”라고 설명했다. 그도 그럴것이 현대차가 야심차게 내놓은 고성능 브랜드 ‘N’의 질주는 실적 쇼크를 겪은 현대·기아차의 최근 거의 유일한 자랑거리였다. 고성능차는 일반 양산차의 엔진이나 변속기 등을 튜닝해 스포츠카 이상의 주행성능을 갖도록 개조된 차다. 실적은 기대이상이었다. 지난해 하반기 유럽에 내놓은 N 브랜드의 첫 모델 ‘i30 N’은 올 1∼8월 총 3771대가 팔렸는데, 이는 올 한해 유럽 판매 목표치인 2800대를 35%나 초과한 수치였다. 모터스포츠와 고성능차 개발은 정 부회장의 큰 관심사이기도 하다. 고태봉 하이투자증권 리서치센터장은 “기계공학도 출신이자 BMW 차체 설계 엔지니어였던 쉬미에라 부사장의 인사이동은 가격은 그대로 두되 성능을 끌어올려 가성비 높은 하이퍼포먼스 차량을 만들겠다는 전략으로 읽힌다”고 진단했다. 전문성으로 무장한 해외인재 우대도 눈여겨 볼 대목이다. 디자인최고책임자 자리인 디자인담당에는 현 현대디자인센터장인 루크 동커볼케 부사장이 임명됐다. 세계적인 자동차 디자이너인 그는 폴크스바겐그룹에서 정 부회장이 직접 모셔온 인재다. 이외에도 현대·기아차에는 디자인을 총괄하는 피터 슈라이어 사장과 차량 성능 시험과 고성능 차량 개발을 총괄하는 알버트 비어만 사장이 포진해있다. 미래 신기술 핵심 역량 강화를 위한 조직도 신설됐다. 전략기술본부 산하에 인공지능(AI)을 전담할 별도 조직인 ‘AIR 랩(Lab)’을 만든 것이 대표적이다. AIR 랩은 미래차량 개발, 모빌리티 서비스 등을 담당한다. AIR 랩을 총괄할 인물로는 국내 AI 분야 최고 전문가로 네이버랩스의 인텔리전스그룹 리더로 재직했던 김정희 이사를 영입한다. 김필수 대림대 자동차학과 교수는 “자율주행차와 모빌리티 서비스 등 미래차의 승부처는 융합”이라면서 “기술 순혈주의를 타파하고 미래 신기술의 융합을 가속화하려는 움직임”이라고 말했다. 수소전기차 기술 개발을 강화하고자 연구개발본부 직속의 연료전지사업부를 신설하면서 연료전지개발실장 김세훈 상무를 신임 사업부장에 임명했다. 한편 현대차는 세계 최대 수소차 시장으로 발돋움할 중국 시장 선점에도 나섰다. 중국 칭화대 베이징칭화공업개발연구원과 공동으로 총 1억달러(1134억원) 규모의 수소에너지 펀드를 설립하고 한국과 중국에서의 수소산업 생태계 구축에 나서기로 했다고 이날 밝혔다. 백민경 기자 white@seoul.co.kr 김소라 기자 sora@seoul.co.kr

잠재적으로 거주 가능한 외계행성 수의 집계가 조금 아래쪽으로 수정되어야 한다는 관측 결과가 나왔다. 현재까지 미항공우주국(NASA)의 가성비 높은 케플러 우주망원경은 ‘거주가능 지역'(habitable zone) 곧, 행성 표면에 액체 물이 존재할 수 있는 궤도 범위에서 대략 지구 크기의 외계행성 30여 개를 발견했다. 그러나 유럽우주국(ESA)의 가이아(Gaia) 관측 위성에 의한 새로운 관측에 따르면, 실제 거주가능 외계행성 수는 2~12개 정도로 예측된다고 지난 26일(현지시간) NASA 관계자는 밝혔다. 2013년 12월에 발사된 가이아는 우리은하의 초정밀 3D지도를 제작에 착수했는데, NASA 관계자에 따르면,이 지도에는 약 17억 개의 별에 대한 위치 정보와 13억 개 별에 대한 거리 데이터가 포함되어 있다. 가이아의 관측에 따르면 케플러가 발견한 외계행성의 모항성들 중 일부는 이전에 예측했던 것보다 더 밝고 큰 것으로 밝혀졌다. 따라서 그러한 별들을 돌고 있는 외계행성들은 이전에 생각했던 것보다 더 크고 뜨거울 가능성이 있다. ‘뜨거운’ 문제는 간단한 것이다. 별은 크고 밝을수록 더 많은 열을 방출한다. 예상치의 큰 오차는 ‘트랜싯 방법’으로 알려진 케플러의 외계행성 사냥법에서 비롯된 것으로 알려졌다. 케플러 망원경은 행성이 모항성 앞을 지날 때 그 엄폐로 인해 모항성의 밝기가 변하는 것을 포착하는 방법으로 외계행성의 존재를 탐지하는데, 이를 ‘트랜싯 방법’이라 한다. 행성 크기 추정치는 통과 중 엄폐되는 별의 디스크 백분율로 구해진다. 따라서 별의 지름이 큰 쪽으로 수정되면 이에 따라 행성의 지름도 수정될 수밖에 없다. “항상 모든 문제는 우리가 그 별을 얼마나 잘 이해하고 있는가에 달려 있다”고 설명하는 NASA 외계행성 탐색 프로그램 수석 과학자 에릭 매머젝은 “이것은 진행 중인 이야기의 또 다른 장”이라고 밝혔다. 중요한 것은 새로운 관측 결과는 우리은하에 지구에만 생명체가 존재하는 것은 아닐 거라고 희망하는 사람들을 낙담시키지 않아야 한는 점이다. NASA 관계자들은 은하수에 아직도 생명체가 거주할 만한 많은 천체들이 있다고 강조하지만, 가이아 자료에 따르면 천문학자, 우주 생물학자 및 행성 과학자들은 외계행성의 거주 가능성에 대해 더 많은 연구가 필요하다는 사실을 말해준다. 제시 닷슨 NASA 천체 물리학자는 “우리는 여전히 외계행성이 얼마나 크며, 암석으로 이루어져 있는지 밝혀내려고 노력 중"이라고 밝혔다. 그는 K2로 알려진 케플러 확장 임무 프로젝트 과학자다. 과학자들이 외계행성을 탐색할 때 ‘거주 가능 지역’의 개념에는 궤도 거리만 들어 있는 것은 아니다. 외계행성의 질량과 대기 조성 같은 조건도 빠뜨릴 수 없는 요소들이다. 행성의 온도를 결정하는 데 중요한 영향을 미치기 때문이다. 또한 생명체가 서식하기 위해서는 지표에 액체 물이 필요하다고 흔히 말하지만, 꼭 그런 것은 아니다. 우리 태양계에서 거주 가능 지역 바깥에 있는 목성의 유로파와 토성의 엔셀라두스와 같은 얼어붙은 위성에도 지하에 바다를 갖고 있는 경우가 있다. 그 바다에 생명체가 서식하고 있을 것이라고 과학자들은 추측하고 있다. 물이 아니라 다른 용매로도 생명체가 존재할 수 있을지도 모르기 때문이다. 총 6억 달러(한화 약 7000억원)가 투입된 케플러 미션은 2009년 3월에 시작되었으며, 4년의 기본 임무 기간 동안 망원경은 약 15만 개의 별을 동시에 관측하면서 행성들의 모항성 통과를 추적했다. 이 작업은 관측대상을 정확히 조준하는 역할을 하는 리액션 휠 4개 중 2개가 고장나는 바람에 2013년 5월 끝났다. 그러나 케플러 망원경은 그후 2개의 리액션 휠과 태양광의 압력을 이용해서 부활되어 2014년 확장 미션 K2를 시작해 외계행성 탐색을 재개, 지금까지 이 K2에서 2,681건의 외계행성이 발견되었다. 그 결과, 케플러 우주망원경은 현재까지 발견된 약 3800개의 외계행성 중 약 70%를 발견하는 개가를 올렸다. 이 ‘케플러 수’는 계속해서 증가할 것으로 보이는데, 현재 3000개의 행성 ‘후보’가 후속 분석-관찰에 의한 확인을 기다리고 있다. 이처럼 빛나는 전과를 올린 케플러의 활약도 곧 막을 내릴 것으로 보인다. 우주선은 연료가 바닥을 드러내고 있어 최근 ‘연료를 사용하지 않는’ 휴면 모드로 들어갔다.　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

천문학자들이 독특한 사연을 지닌 쌍성계를 발견했다. 지구에서 큰개자리 방향으로 1만4000광년 떨어진 행성상 성운인 M3-1은 태양 같은 별이 죽고 남은 가스 성운으로 우주 공간으로 흩어지는 별의 잔해다. 하지만 호랑이가 죽어서 가죽을 남기듯 별 역시 그냥 사라지는 것이 아니라 중심부에 남은 물질이 뭉쳐 백색왜성 같은 새로운 천체를 만든다. 국제 천문학자 팀은 이 과정을 상세히 연구하기 위해 허블우주망원경을 이용해 M3-1을 관측했다. 그런데 관측 결과 성운 중심에 있는 별이 하나가 아니라 두 개라는 사실이 밝혀졌다. 하지만 이는 전혀 예상치 못했던 결과는 아니다. 행성상 성운 중심 쌍성계는 죽은 별이 남긴 백색왜성과 아직 살아있는 동반성으로 구성된 쌍성계로 의외로 드물지 않다. 우주에는 두 개의 별이 서로의 질량 중심을 공전하는 쌍성계가 흔하고 형제별 가운데 하나가 먼저 죽으면 이런 이종 쌍성계가 형성되기 때문이다. 연구팀이 놀란 진짜 이유는 이 두 별이 너무 가까이 있었기 때문이다. 연구의 리더인 스페인 카나리아 천문연구소 데이빗 존스에 의하면 두 별의 공전 주기는 3시간에 불과해 사실상 거의 붙어있는 수준이다. 물론 허블우주망원경을 포함해 어떤 망원경으로도 이렇게 붙어 있는 별을 분리해 관측하는 건 불가능하다. 대신 과학자들은 주기적인 밝기 변화를 확인해 공전 주기를 계산했다. 이번 발견은 역대 가장 짧은 공전 주기를 지닌 행성상 성운 중심 쌍성계로 기록됐다. 이 발견은 단지 공전 주기가 짧은 것 이상의 의미가 있다. 너무 가까운 거리 때문에 동반성의 표면 물질은 빠른 속도로 백색왜성으로 흡수된다. 백색왜성은 매우 압축된 천체이므로 표면 중력이 극단적으로 커서 흡수된 가스는 고온 고압 상태로 압축된다. 이렇게 백색왜성의 표면에 모인 수소 가스는 어느 순간 임계점을 넘으면 강렬한 핵융합 반응을 일으키면서 폭발한다. 어두운 별이 갑자기 밝기가 100만 배 커지는 신성(nova)이 되는 것이다. 밤하늘에 갑자기 새로운 별이 보이는 신성은 오래전부터 인류의 관심을 끌었다. 과학자들은 그 정체가 사실 격렬한 핵융합 반응이라는 것을 밝혀냈지만, 아직도 풀리지 않는 미스터리가 남아 있다. M3-1은 머지않아 신성이 될 후보로 백색왜성의 진화와 신성 폭발을 연구할 좋은 기회가 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

-화성 지질탐사선 인사이트 화성에 착지한다​ 오늘부터 딱 한 달 뒤에 붉은 행성 화성은 새 주민을 맞게 된다. 미항공우주국(NASA)의 화성 지질 탐사 착륙선 인사이트가 11월 26 일 오후 화성 적도 바로 위 북쪽에 착륙함으로써 7개월에 걸친 우주 트레킹이 끝난다. 인사이트는 소형 큐브샛 마르코 2개와 함께 지난 5월 5일 미국 캘리포니아의 밴던버그 공군기지에서 발사된 아틀라스 V 로켓에 실려 발사되었다. 화성 착륙에 도전할 인사이트 앞에는 엄청난 난관이 하나 놓여 있는데, 이른바 '7분의 테러'라고 일컬어지는 착륙 단계이다. 이 시간 동안은 통신이 두절되므로 지상 관제실에는 손에 땀을 쥐며 기다릴 수밖에 없다. 태양 전지판이 장착된 우주선은 시속 2만 2700km의 맹속도로 화성 대기권에 돌입할 것이며, 하강속도를 늦추기 위해 대형 낙하산을 전개한다. 표면에 가까워지면 덮개와 낙하산이 본체에서 떨어져나가고 착륙선은 약 6분 동안 12개의 하강 엔진을 역분사하여 화성 지표에 연착륙한다. 인사이트가 내리는 곳은 2012년 8월 NASA의 화성탐사 로버 큐리오시티가 착륙한 게일 분화구에서 600km 떨어진 고원지대로 엘리시움 평원이라고 불리는 적도 평원이다. 안전한 착륙을 위해 선택된 지역이다. NASA 관계자는 엘리시움에 대해 "충돌 위험이 낮고 바위가 적으며 우주선에 전력을 공급할 햇빛이 많다"고 설명하면서 "동력을 많이 사용하지 않는 인사이트가 화성의 적도에 터치 다운한다는 것은 그만큼 햇빛 에너지를 데이터를 수집하는 데 사용할 수 있다는 뜻"이라고 덧붙였다. 인사이트(InSight: Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)는 화성 지표를 조사하는 탐사선이 아니므로 착륙지가 특색 없는 평이한 지역인 것은 문제가 되지 않는다. 착륙선은 지하 열 탐침과 일련의 초정밀 지진계를 탑재하고 있다. 화성의 내부 구조와 구성에 관한 데이터를 수집할 이 장비들은 화성의 핵은 얼마나 많은 열을 내며, 지표면은 얼마만큼 열을 갖고 있는지 측정하는 것이 목적이다. 탐침에는 온도를 측정하기 위해 10cm씩 온도 측정 장비가 있다. 또한 인사이트는 통신장비를 사용하여 전파과학 실험을 할 계획이다. 이 작업은 화성 자전축의 작은 흔들림을 측정하여 화성 핵의 크기와 조성에 대한 자세한 내용을 밝히는 실험이다. NASA 관계자는 앞으로 2년 남짓 동안 총 8억 5천만 달러가 투입된 인사이트 미션에서 수집한 다양한 데이터를 통해 이 암석 행성이 어떻게 형성되고 진화한 것인지 보다 잘 이해할 수 있기를 기대하고 있다. 이는 곧 우리 태양계와 지구의 형성과도 밀접한 관계가 있기 때문이다. 화성 착륙선 인사이트에서 분리되어 화성으로 향하고 있는 마르코-A(MarCO-A)와 마르코-B가 큐브샛 쌍둥이는 크기가 가로-세로 각 10cm, 높이 30cm, 무게 13.5㎏에 불과한 이 초소형 위성이지만, 항법 장치와 안테나·카메라·태양전지판·배터리 등 필수 위성 기능을 모두 갖추고 있다. 이제껏 화성에 탐사선을 보낼 때마다 터치 다운 과정에 따르는 고통스런 통과의례를 피할 수 없었지만, 이번 인사이트의 경우에는 큐브샛 쌍둥이가 탐사선 착륙과정을 중계해줌으로써 NASA 과학자들의 고통을 크게 덜어줄 것으로 기대되고 있다. 마르코-A와 B는 화성 착륙선이 화성 지표로 하강하는 과정의 과학정보를 화성 궤도선인 화성정찰위성(MRO)으로 보내고, 정찰위성은 이를 다시 지구로 중계하게 된다. 현재 화성 궤도는 MRO가 화성 탐사 로봇 큐리오시티와 지구 관제 센터 사이의 통신을 연결하고 있다. 큐브샛 쌍둥이를 보낸 것은 탐사선이 위성이 있는 곳의 반대편으로 가서 통신이 불가능한 상황을 피하고, 고장에 대비하기 위한 것이다. 고가의 상용 위성은 제작·발사에 5000억원가량이 들어가지만, 큐브샛은 제작비가 평균 1억원 안팎이다. 발사 비용까지 합쳐도 2억원 정도로, 기존 위성의 2500분의 1 수준에 불과하다. 쌍둥이 중 하나는 최근 화성 사진을 지구로 전송해주었다. 이 꼬마 위성들 덕분에 우리는 11월 26일에 있을 손에 땀을 쥐는 인사이트의 화성 터치 다운 과정을 안방에서 볼 수 있게 되었다. 물론 현재 화성 궤도를 돌고 있는 화성정찰궤도선(Mars Reconnaissance Orbiter)도 중계방송에 참여한다. 지구 행성인들은 이 세기의 '우주 중계방송'을 놓치지 않기 바란다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

인류 최초로 수성의 궤도를 공전하며 많은 비밀을 밝힌 나사의 메신저 탐사선은 2015년 연료가 고갈되어 4년간의 임무를 마치고 퇴역했습니다. 그리고 그다음 탐사 임무를 수행하기 위해 유럽과 일본의 합작 우주선인 베피콜롭보 (BepiColombo)가 발사됐습니다. 베피콜롬보는 수성 행성 궤도선 Mercury Planetary Orbiter (MPO)와 수성 자기장 궤도선 Mio (Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO)의 두 탐사선으로 구성된 대형 우주선으로 발사 중량이 1t이 약간 넘는 메신저의 4배인 4.1t에 달하는 대형 우주선입니다. 물론 메신저보다 훨씬 많은 탐사 장비를 탑재했기 때문인데, 이런 무거운 우주선을 머나먼 수성까지 보내기 위한 특별한 신기술이 담겨 있습니다. 바로 T6 이온 추진 (ion thruster) 로켓 엔진입니다. 선배인 메신저와 비슷하게 베피콜롬보는 여러 차례 행성 플라이바이(flyby)를 통해 속도를 늦춰 수성 궤도로 진입합니다. 태양을 기준으로 지구 궤도에서 수성 궤도로 진입하는 것은 그만큼 위치 에너지를 잃는 것이기 때문입니다. 하지만 이를 모두 로켓 연료로 감당하기는 어렵기 때문에 행성을 이용해 우주선을 가속하거나 감속하는데 이것이 바로 플라이바이입니다. 베피콜롬보는 크기가 큰 만큼 지구에서 한 번, 금성에서 두 번, 수성에서 6번의 플라이바이가 필요합니다. 그런데 플라이바이 역시 궤도 수정을 위해 연료가 필요한 데다 너무 늦지 않게 수성에 도달하기 위해서는 더 속도를 조절해야 할 필요가 있습니다. 더구나 수성 궤도에 진입한 후에도 여전히 궤도를 유지하기 위해서 로켓 엔진이 필요합니다. 그래서 과학자들은 베피콜롬보에 4개의 T6 이온 엔진을 탑재했습니다. 기존의 화학 로켓 엔진에 비해 이온 로켓 엔진은 절반 이하의 연료만으로도 같은 속도를 얻을 수 있습니다. 비결은 플라스마 상태의 이온을 초속 50km의 빠른 속도로 발사하는 데 있습니다. 화학 로켓은 로켓 연료의 연소에 따른 기체 팽창을 추진력으로 바꾸는 원리입니다. 하지만 아무리 강력한 로켓 엔진이라도 수소와 산소 같은 연료의 화학 반응으로 얻어질 수 있는 속도에는 한계가 있습니다. 따라서 화학 반응을 통하지 않고 직접 이온을 하나씩 가속하는 대안이 나왔는데, 바로 이온 로켓 엔진이 그것입니다. 화학 에너지가 아니라 전기 에너지를 이용해 이온을 빠르게 분사해 속도를 얻는 것이죠. 작용 – 반작용의 법칙을 생각하면 우주선을 더 빠르게 가속하기 위해서는 연료를 더 많이 분사하거나 (질량을 늘리거나) 혹은 더 빨리 분사해야 (속도를 높이거나) 합니다. 이온 로켓 엔진은 연료의 속도를 높여 같은 연료로 속도를 더 높이거나 혹은 같은 속도로 적은 연료를 소모하는 원리입니다. 따라서 이온 엔진이 없었다면 베피콜롬보는 더 무거워지거나 아니면 과학 탐사 장비를 실을 공간에 추가 연료를 실어야 했을 것입니다. 베피콜롬보에 탑재된 T6 엔진은 영국에 본사를 둔 다국적 방산 업체인 QiniteQ가 제작을 담당했으며 카프만 이온 엔진 (Kaufman Ion Engine)이라는 형태의 원통형 이온 엔진입니다. 지름은 22cm인데 흥미로운 사실은 추력이 145mN에 불과하다는 것입니다. 그것도 네 개가 동시에 작동하는 것이 아니리 최대 2개만 작동시킬 수 있어 최대 추력은 290mN에 불과합니다. 쉽게 설명하면 자동차보다 큰 우주선이 사람이 손으로 미는 것보다 훨씬 약한 힘으로 가속되는 것입니다. 그래도 T6 이온 엔진은 이제까지 우주에서 작동한 것 가운데 가장 강력한 이온 엔진입니다. 참고로 이온 엔진으로 장시간 임무에 성공한 나사의 던 (Dawn) 탐사선의 경우 90mN 이온 엔진을 탑재했습니다. 여기서 알 수 있듯이 이온 로켓 엔진은 소량의 이온을 빠르게 분사할 수는 있지만, 화학 로켓처럼 대량의 연료를 분사하기는 어렵다는 단점이 있습니다. 하지만 공기 저항이나 마찰이 없는 우주 공간에서는 속도를 잃을 염려 없이 우주선을 계속 가속해 원하는 속도를 얻을 수 있습니다. 동력원은 14m에 달하는 베피콜롬보의 대형 태양 전지 패널로 태양에너지를 전기 에너지로 바꾼 후 최종적으로 운동 에너지로 변환하기 때문에 태양 전기 추진 시스템 Solar Electric Propulsion System (SEPS)로 분류합니다. 나사와 유럽 우주국을 비롯해 세계의 주요 우주 연구 기관과 과학자들은 추력을 크게 높인 새로운 이온 로켓 엔진을 개발하고 있습니다. 화성 유인 탐사에 쓰일 대형 우주선에 기존의 화학 로켓 엔진을 탑재하면 연료 소모량이 감당이 되지 않기 때문입니다. 반면 현재 있는 이온 로켓 엔진은 힘이 너무 약한 문제가 있습니다. 그러나 이온 엔진의 성능이 향상되면서 이제는 대형 탐사선의 주 엔진이 된 것처럼 앞으로도 성능이 계속 좋아질 것입니다. 미래 인류는 강력한 이온 로켓을 탑재한 우주선으로 태양계 곳곳을 누비게 될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2300년 전 막대기와 각도기 하나로 지구의 크기를 정확히 측정해낸 기막힌 천재가 있었다. 고대 그리스인으로 알렉산드리아 도서관 관장을 지낸 에라토스테네스였다. 헬레니즘 시대에 활약한 이 사람은 르네상스의 레오나르도 다 빈치와 겨룰 만한 다재다능한 인물로, 천문학자이자 수학자, 지리학자, 역사가, 철학자였다. 말하자면 당대의 통섭(通涉)이었다. 오죽하면 세상에서 두 번째로 아는 것이 많다는 뜻인 베타(β)라는 별명이 붙었겠는가. 첫번째는 플라톤이라 한다. 에라토스테네스는 천문학사에서 최초로 한 천체의 크기를 측정한 인물로 불멸의 이름을 남겼는데, 그가 측정한 천체는 물론 지구였다. 천문학에서 측정이 차지하는 중요도는 절대적이다. 모든 물리량은 측정될 때야 그 진정한 의미를 가진다. 따라서 측정은 우주를 이해하는 첫 걸음이며, 천문학의 이정표라 할 수 있다. 아리스토텔레스 이후 인류가 오랫동안 지구 중심의 우주관에서 벗어나지 못했던 중요한 이유의 하나는 지구 바깥 세계까지의 거리를 알지 못했기 때문이다. 에라토스테네스 당시의 그리스인들은 이미 지구가 둥글다는 사실을 알고 있었다. 바다로 둘러싸인 반도에서 살고 있었던 그들은 체험적으로 그 사실을 잘 알 수 있었다. 멀리 수평선에서 들어오는 배를 보면 먼저 돛대 끝이 보이고 차차 배의 몸통이 올라오는 것을 볼 수 있다. 이는 곧 바다의 표면이 휘어져 있음을 뜻하는 것이다. 이 곡률은 생각보다 커서 1km에 75cm나 된다. 그러니까 10km 떨어진 거리의 바다 수면은 눈의 수평 시각선보다 7.5m 아래에 있다는 뜻이다. 이 곡률대로 연장해나가면 지구 둘레 길이가 계산되는데, 그 답은 약 4만km다. 에라토스테네스가 지구 크기를 측정하는 데 사용했던 도구는 너무나 단순한 각도기와 작대기 하나였지만, 그가 사용한 방법은 가히 천재적인 발상이었다. 어느 날 에라토스테네스는 도서관에 있던 파피루스 책에서 ‘남쪽의 시에네(지금의 이집트 아스완) 지방에서는 하짓날인 6월 21일이 되면 수직으로 꽂은 막대기의 그림자가 없어지고 깊은 우물속 물에 해가 비치어 보인다’는 문장을 읽었다. 이는 곧 시에네가 북위 23.5도인 북회귀선 상에 있다는 뜻이다. 에라토스테네스는 실제로 6월 21일을 기다렸다가 막대기를 수직으로 세워보았다. 하지만 알렉산드리아에서는 막대 그림자가 생겼다. 이는 지구 표면이 평평하지 않고 곡면이라는 뜻이다. ​에라토스테네스가 파피루스 위에 지구를 나타내는 원 하나를 컴퍼스로 그렸을 순간, 엄청난 일이 일어났다. 수학적 개념이 정확한 관측과 결합되었을 때 얼마나 큰 위력을 발휘하는가를 확인해주는 수많은 사례 중의 하나다. 그림자 각도를 재어보니 7.2도였다. 햇빛은 워낙 먼 곳에서 오기 때문에 두 곳의 햇빛이 평행하다고 보고, 두 엇각은 서로 같다는 원리를 적용하면, 이는 곧 시에네와 알렉산드리아 사이의 거리가 7.2도 원호라는 뜻이다. 당시 알렉산드리아와 시에네 간의 거리는 약 925km로 알려져 있었다. 그 다음 계산은 간단한 것이다. 925x360/7.2 하면 약 4만6250이라는 수치가 나오고, 이는 실제 지구 둘레 4만km에 약 15%의 오차밖에 안 나는 것이다. 2300년 전 고대에, 막대기 와 각도기 하나로 이처럼 정확한 지구의 크기를 알아낸 에라토스테네스야말로 위대한 지성이라 하지 않을 수 없다. 이와 같이 하여 인류 최초로 한 천체의 크기를 알아냈던 에라토스테네스는 선배들이 개발해놓은 방법을 이용해 달의 실제 크기와 거리를 금방 알아냈다. 달의 크기가 지구의 4분의 1이라는 사실은 한 세대 전 아리스타르코스에 의해 이미 알려져 있었다. 그러나 지구의 실제 크기를 몰라 달의 실제 크기 역시 알 수가 없었지만, 에라토스테네스에 의해 그 업적은 결실을 맺게 되었다. 에라토스테네스가 달까지의 거리를 추정해낸 방법 역시 너무나 간단한 것이었다. 보름달일 때 달의 시직경은 0.5도이다. 에라토스테네스는 보름달을 향해 팔을 쭉 뻗고 한 눈으로 보면 손톱이 달을 완전히 가린다는 사실을 알았다. 위 그림에서 보듯이 눈에서 손톱까지, 그리고 눈에서 달까지 이르는 선들이 이루는 두 삼각형은 닮은꼴이다. 손톱 크기와 팔길이의 비는 1 : 100쯤 되니까, 달까지의 거리는 달 지름의 100배 정도임을 알 수 있다. 그의 계산에서 나온 달까지의 거리는 약 32만km였다. 에라토스테네스는 지구를 25개쯤 늘어놓으면 달까지 닿을 수 있다고 생각했을 것이다. 실제 달까지의 거리는 약 38만km니까, 그가 구한 값의 오차는 20% 미만이다. 참으로 놀라운 지성이 아닐 수 없다. 소수(素數)를 걸러내는 ‘에라토스테네스의 체’를 고안하는 등, 수학에서도 큰 업적을 남긴 그는 황도경사각(지구축 기울기)을 정확히 측정하고, 윤년이 포함된 달력과 항성목록을 만드는 한편, 천문학에서 영감을 받은 시와 희곡을 쓰기도 했다. 인류 역사상 최초로 한 행성의 크기를 정확하게 측정해낸 사람으로 이름을 길이 남긴 에라토스테네스는 만년에 실명을 하자 일절 곡기를 끊고는 스스로 생을 마감했다. 고대 그리스-로마 인들은 온전한 육신을 더 이상 지탱하기 힘들다고 생각되면 이렇게 곡기를 끊고 스스로 삶을 마무리하는 경우가 드물지 않았다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지난 4월 초 중국의 실험용 우주정거장 톈궁1호가 추락했다. 지구 주변을 계속 돌고 있어 추적이 어렵다는 한계도 있었지만 추락 6시간 전까지도 정확한 추락 예상 위치를 파악하지 못했다. 이처럼 우리 머리위로 돌아다니는 수 천 수 만 개의 인공위성과 소행성 같은 우주물체의 위치를 ㎜ 수준으로 파악할 수 있는 기술을 확보해 본격 가동에 들어간다. 한국천문연구소는 경상남도 거창군 감악산에 인공위성 레이저관측소(SLR)을 구축하고 본격적인 연구관측에 돌입한다고 25일 밝혔다. 2015년 세종특별자치시에 세종 인공위성 레이저관측소를 설치한 뒤 두 번째이다. 우주물체에 의한 인공위성 충돌 가능성과 이에 따른 지구로 추락 등 다양한 위협이 현실로 다가오면서 전 세계가 우주물체 추적에 대한 연구를 본격화하고 있다. 국내에서도 우주물체 추적 및 모니터링을 실시하고 있지만 대부분의 정보를 여전히 외국에 의존하고 있는 상황이다. SLR은 지상에서 위성이나 우주에 있는 물체에 레이저를 발사한 뒤 반사돼 돌아오는 빛을 수신해 레이저 왕복시간을 측정해 빛의 속도를 바탕으로 계산해 정확한 거리를 측정하는 기술이다. 특히 고정밀 위성 추적에 필요한 정밀궤도를 결정하는데 많이 활용된다.이번에 구축한 거창 SLR은 망원경 크기가 40㎝급인 세종 SLR보다 더 큰 1m 구경 망원경이 활용된다. 레이저 출력도 높아져 정지궤도 위성이 움직이는 3만 6000㎞ 상공에 있는 인공위성이나 우주물체에 대한 정밀 측정이 가능하다. 특히 20㎝ 크기의 우주물체에 대한 추적도 가능한 것으로 알려져 있다. 또 거창 SLR은 국제레이저추적기구(ILRS)에 거창관측소(GEOL)로 등록돼 국제 연구 네트워크에도 참여하게 된다. 세종 SLR 역시 세종관측소(SEJL)로 등록돼 있다. 이형목 천문연 원장은 “세종과 거창에 구축된 SLR은 인공위성의 정밀궤도 결정, 우주 측지 및 지구환경 모니터링 연구를 비롯해 한반도에 추락 가능성이 있는 우주물체를 추적하고 관련 이미지를 촬영하는 등 우주위험 감시에도 활용될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영국 그리니치 천문대가 주최하며, 매년 전 세계에서 수천 명의 사진작가가 참가해 유명해진 ‘올해의 천문사진’ 공모전의 수상 결과가 마침내 발표됐다. 영국 일간 데일리메일 등 외신은 24일(현지시간) 이날 그리니치 천문대 홈페이지에 발표된 올해 수상 결과를 인용해 종합 우승작은 미국의 전문 사진작가 브래드 골드페인트의 작품이 차지했다고 보도했다. ‘사람과 우주’(People and Space) 부문의 우승작이기도 한 이 작품은 골드페인트가 지난해 5월 10일 미국 유타주(州) 모압에서 촬영한 풍경 사진이다. ‘트랜스포트 더 솔’(Transport the Soul)이라는 제목으로 출품된 이 사진은 모압의 적암지대와 그 위에서 천문 사진을 찍고 있는 한 사진작가와 밤하늘의 별들을 한 폭의 사진에 모두 담아냈다. 특히 올해 공모전은 예년보다 참가자 수가 크게 늘어 심사위원들을 고심하게 했을 것으로 예상된다. 전 세계 91개국에서 아마추어 및 전문 사진작가 4200명이 작품을 제출했다는 것. 하지만 골드페인트의 작품은 천문학 및 예술 분야 전문가 등으로 구성된 심사위원들의 마음을 완전히 사로잡은 것으로 보인다. 한 심사위원은 “내게 이 멋진 사진은 천문 사진작가의 모든 것을 보여준다”면서 “빛과 어둠의 균형, 땅과 하늘의 질감과 색조 등 모든 것이 완벽하다”고 평가했다. 이에 따라 그의 작품은 당당히 종합 우승작으로 24일부터 런던 그리니치 국립해양박물관에서 열리는 ‘올해의 천문사진작가’ 전시회에 걸리게 됐다. 그리고 그에게는 1만 파운드(약 1468만 원)의 상금이 수여된다. 다른 10개 부문 우승자들이 받는 상금은 1500파운드(약 220만 원)로 알려졌다. 다음은 부문별 수상작들을 순서대로 나열한 것이다. 1. ‘종합’ 및 ‘사람과 우주’ 부문 우승작 2. ‘우리의 태양’ 부문 우승작 3. ‘은하’ 부문 우승작 4. ‘우리의 달’ 부문 우승작 5. ‘오로라’ 부문 우승작 6. ‘별과 성운’ 부문 우승작 7. ‘하늘경치’ 부문 우승작 8. ‘컴퓨터 조작 망원경’ 부문 우승작 9. ‘행성, 혜성 및 소행성’ 부문 우승작 10. ‘패트릭 무어 경 최우수 신인’ 부문 우승작 11. ‘청소년’(만 15세 이하) 부문 우승작 사진=그리니치 천문대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

일반적으로 큰 동물보다 작은 동물의 숫자가 많은 것처럼 별 역시 질량이 큰 별은 숫자가 적고 가벼운 별일수록 숫자가 많다. 밤하늘에는 수많은 별이 빛나지만, 사실 우리 은하에서 가장 흔한 형태의 별은 고성능 망원경의 도움 없이는 볼 수 없는 적색 왜성이다. 적색 왜성은 태양 질량의 8-40% 정도밖에 되지 않는 작은 별로 우리 은하에 있는 별의 3/4 정도를 차지한다. 별의 밝기는 크기에 따라 기하급수적으로 커지므로 적색 왜성은 매우 어둡다. 하지만 적색 왜성도 행성과는 비교할 수 없을 만큼 큰 질량을 지니고 있으며 지구는 물론 목성보다 큰 행성을 여럿 거느리고 있다. 어두운 별이지만, 가까운 공전 궤도에서는 액체 상태의 물이 존재할 수 있어 일부 적색 왜성 주위 행성은 생명체 존재 가능성이 제기되고 있다. 그런데 과학자들은 적색 왜성에 가까운 지구형 행성에서 생명체가 살 수 있는지에 대해 갑론을박을 벌이고 있다. 우주에 가장 흔한 형태의 별이기 때문에 그만큼 생명체 탄생 기회도 높을 수 있지만, 태양계와 다른 환경에서도 지구처럼 안정적인 환경이 갖춰질 수 있는지 논란이 있는 것이다. 대표적인 문제는 적색 왜성에 가까운 거리에서 강력한 방사선과 별 표면 폭발 현상인 플레어(flare)에 노출된다는 것이다. 미국 애리조나 주립대 연구팀은 허블우주망원경을 이용해 태어난 지 4000만 년 이내의 젊은 적색 왜성 12개를 관측했다. 적색 왜성은 작은 크기에도 플레어 현상이 활발한데, 특히 어린 별이 더 활발한 것으로 알려졌다. 이번 연구에서는 태어난 지 얼마 되지 않은 적색 왜성의 플레어 활동이 나이든 별의 100-1,000배 정도 활발하다는 사실이 밝혀졌다. 특히 자외선 영역에서 강력한 에너지 방출이 일어나 적색 왜성에 가까운 행성은 자외선 살균 소독기 안에 있는 것과 마찬가지다. 더 중요한 문제는 강력한 방사선과 고에너지 입자의 폭풍으로 대기가 벗겨진다는 점이다.(개념도) 따라서 액체 상태의 물이 있을 만큼 적색 왜성에 가까이 있는 행성은 대기가 보존될 수 없는 역설적 상황에 놓이게 된다. 외계인이 살고 있을 가능성도 그만큼 낮아지는 셈이다. 하지만 이 연구 결과만으로는 적색 왜성 주변 행성에 생명체가 없다고 결론 내리기 이르다. 적색 왜성은 어두운 대신 수명이 매우 길어 100억 년 이상인 것도 있으며 이 시간 동안 얼마든지 대기가 다시 형성될 수 있기 때문이다. 연구팀은 이보다 좀 더 나이가 많은 적색 왜성을 조사해 대기가 보존되거나 다시 형성될 수 있는지를 검증할 예정이다. 물론 지구와 비슷한 환경에서만 생명체가 탄생한다는 것은 우리의 무지이거나 오만일 수도 있다. 적색 왜성 주변 행성계에는 우리가 상상도 못 할 독특한 생명체가 진화했을지도 모르고 이들 가운데 일부는 고도의 문명을 이룩해 지구 같은 행성에서도 생명체가 탄생했을지 궁금해하는 외계 과학자가 있을지도 모른다. 확실한 답을 알기 위해서는 과학자들은 계속 우주를 관측할 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

미국의 첫 여성 연방대법관을 역임했던 ‘알츠하이머병 치유 전도사’ 샌드라 데이 오코너(88) 전 대법관이 자신도 치매 유발 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머 초기단계로 진단받았다고 밝혔다. 23일(현지시간) CNN에 따르면 오코너 전 대법관은 법원에 보낸 서한 형식 성명을 통해 “나는 여전히 친지들과 더불어 살겠지만 치매가 있는 삶의 마지막 단계가 나를 시험에 들게 할지 모른다. 하지만 축복받은 내 삶에 대한 감사와 태도는 바뀌지 않을 것”이라고 밝혔다. 오코너 전 대법관은 1981년 로널드 레이건 당시 대통령에 의해 미 최초 여성 연방대법관에 임명됐고, 보수와 진보의 치열한 힘겨루기 속에서 ‘중도의 여왕’으로 균형추 역할을 했다. 종신직인 대법관에서 2006년 퇴임한 이유도 알츠하이머로 투병 중인 남편 존 오코너를 보살피고자 스스로 내려놓은 것이었다. 평생 부부로 서로 사랑했던 남편이 치매로 인해 아내 오코너를 완전히 잊고 다른 여성과 사랑에 빠졌지만 이를 이해하고 그 외도를 담담히 받아들이는 순애보로 미 사회에서 큰 화제가 됐다. 오코너 전 대법관은 알츠하이머병 치유를 위한 전도사를 자처했고, 시민윤리를 강의하는 웹사이트 ‘아이시빅스’(iCivics)를 출범하는 등 사회공헌 활동도 적극 나섰다. 존 로버츠 연방대법원장은 “오코너 전 대법관은 거탑과 같은 인물이자 여성은 물론 법 앞에 평등한 모든 이의 모범이었다”며 “그 어떤 병세도 그녀가 많은 이들을 위해 제공했던 영감과 열정을 앗아가지는 못할 것”이라고 찬사를 보냈다. 안동환 기자 ipsofacto@seoul.co.kr

외계생명체들이 보라색을 띠고 있을지도 모른다고 과학자들이 주장하고 나섰다. 미국 과학매체 라이브사이언스 보도에 따르면, 매릴랜드의대의 실라디티야 다스사르마 교수와 캘리포니아대 리버사이드캠퍼스의 에드워드 슈위터먼 박사후연구원은 국제천문학저널(IJA·International Journal of Astrobiology) 온라인판 11일자에 위와 같은 내용의 연구논문을 발표했다. 두 학자는 오늘날 지구상의 녹색식물이 에너지를 얻기 위해 태양의 힘을 이용하기 전에 보라색 유기체들이 이미 빛을 이용하는 법을 터득했을 수도 있다면서 외계 생명체들도 이런 방법으로 번성할 수 있다고 주장했다. 이는 초기 지구에 등장한 생명체가 보라색 유기체였다는 것. 사실 이 같은 이론은 지난 2007년에 처음 제기됐다. 이에 따르면, 식물과 광합성을 하는 해조류는 태양에서 에너지를 흡수하기 위해 엽록소를 사용하지만, 녹색 빛을 흡수하지 않는다. 녹색 빛은 에너지가 풍부하므로 이런 현상은 그야말로 기이한 것이다. 이에 대해 연구팀은 식물의 엽록소 안에 있는 광합성제가 진화를 시작했을 때부터 다른 무언가가 녹색 빛을 점유하고 있었다고 말한다. 그 무언가는 레티날(retinal)로 불리는 화학물질 분자로 태양 에너지를 포착하는 단순 유기체다. 이런 유기체는 태양 에너지를 포획하는 데 있어 엽록소만큼 효율적이지 않지만 더욱 단순하게 녹색 빛을 흡수했다고 연구팀은 설명했다. 이런 레티날 색소의 집광 방식은 오늘날 박테리아와 고세균으로 불리는 단세포 생물들 사이에서 널리 퍼져 있다. 이런 보라색 유기체는 바다는 물론 남극의 건곡(얼음이 거의 없어 생물 생존이 어려운 곳), 심지어 나뭇잎 표면까지 모든 것에서 발견된다고 연구팀은 말한다. 또 레티날 색소는 더욱 복잡한 동물들의 시각 체계인 망막에서도 발견된다. 이는 아주 오래전 식물과 동물이 공통 조상을 두고 진화했을지도 모른다는 점을 시사한다고 연구팀은 주장한다. 심지어 오늘날 보라색 색소를 지니고 있으며 소금을 매우 좋아하는 유기체인 호염성 생물들 역시 초기 지구의 바닷속 메탄 분출구 주변에 번성했던 생물들과 관련이 있을지도 모른다는 일부 증거가 있다고 슈위터먼 연구원은 말한다. 이에 대해 연구팀은 “외계 생명체들 역시 에너지를 얻기 위해 이처럼 레티날 색소를 사용할 가능성이 있다”면서 “이미 우주에서 녹색 생명체를 감지하는 방법이 있지만, 이제 천체생물학자들은 보라색 생명체들도 찾기 시작할 필요가 있다”고 밝혔다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

수성과 지구가 가장 가까울 때는 8000만km밖에 안된다. 이는 지구-태양 간 거리 1억 5000만km의 반 남짓한 거리로, 우주선이 지구 탈출속도 초속 11km로 일직선으로 날아간다면 이론상으로는 약 105일 정도 걸리는 거리다. 그런데도 수성탐사선 베피콜롬보는 복잡한 경로로 무려 7년을 날아가야 수성 궤도에 진입할 수가 있다. 대체 왜 그럴까? 문제는 수성이 너무나 작은 행성인데다 빠른 속도로 태양을 공전하고 있다는 점, 그리고 바로 가까이 거대한 중력체인 태양이 버티고 있다는 점이다. 태양계 행성 중 가장 작은 수성의 지름은 약 4,900km(지구의 0.38배), 공전속도는 초속 48km나 된다. 따라서 탐사선이 수성 궤도에 진입하려면 먼저 태양을 강력한 중력을 뿌리치고 빠른 수성을 따라잡아야 하는 두 가지 장애물을 극복해야 한다. 이것이 1985년 수성궤도 진입 방법을 찾아낼 때까지 해결되지 않은 난제였다. 문제해결의 실마리는 플라이바이(flyby:행성궤도 접근통과) 항법에 있었다. 슬링샷 또는 스윙바이라고도 불리는 이 항법은 행성의 중력을 이용하여 궤도와 속도를 조정하는 방법으로 중력도움이라고도 한다. 탐사선이 행성의 중력을 받아 미끄러지듯 가속을 얻으며 낙하하다가 어느 지점에서 적절히 진행각도를 바꾸면 그 가속을 보유한 채 새총알처럼 튕기듯이 탈출하게 된다. 행성의 각운동량을 훔쳐서 달아나는 셈이다. 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 행성의 입장에서 본다면 우주선의 엉덩이를 걷어차서 가속시키는 셈으로, 이론상으로는 행성 궤도속도의 2배에 이르는 속도까지 얻을 수 있다. 그 반대로 우주선을 감속시킬 수도 있다. 현재 태양계를 벗어나 성간 공간을 날아가고 있는 보이저 1호는 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 로켓의 힘으로는 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 베피콜롬보가 태양을 중력을 뿌리치면서 수성에 접근하기 위해서 우주선 궤도 설계자들은 태양 에너지와 화학 연료, 행성 플라이바이를 적절하게 조합한 결과 마침내 이 천체 장애물 코스를 통과할 수 있는 노선을 찾아냈다. 그것이 바로 9번의 행성 플라이바이를 거치는 노선으로, 2020년 4월의 지구, 2020년과 2021년의 금성 2번, 2021년에서 2025년 사이의 6번의 수성 플라이바이로 답안이 작성되었다. 행성 플라이바이에는 연료가 들지 않지만, 대신 시간이 많이 걸린다. 그래서 가까운 수성 궤도에 진입하기까지 무려 7년을 날아가야 하는 대장정이 되고 만 것이다. 그러나 7년 동안 탐사선이나 과학자들이 마냥 팔짱 끼고 노는 것은 아니다. 베피콜롬보에 탑재된 관측장비들이 제대로 작동하는지 지속적으로 체크하며 또 그중 절반 이상이 작동하면서 과학 데이터를 수집할 것이기 때문이다. 베피콜롬보의 수성 궤도 진입은 2025년 12월에 실행될 예정이다. 일단 궤도에 진입하면 탐사선은 유럽의 수성 궤도선(MPO)과 일본의 수성 자기권 궤도선(MMO)으로 분리되어 상호 보완적인 궤도를 선회하면서 탐사에 들어가는데, MPO는 2.3시간마다 한 차례 수성을 공전하고, MMO는 9.3시간마다 한 바퀴씩 돌게 된다. 모든 것이 계획에 따라 진행된다면, 베피콜롬보에 탑재된 16개의 관측장비들은 이 작고 괴상한 행성에 대해 놀라운 데이터를 수집할 것으로 기대되고 있다. 과연 베피가 수성과 우리 태양계 형성의 비밀들을 풀어줄 실마리를 찾아내줄 것인지 미션 과학자들은 기대에 부풀어 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

인류의 세 번째 수성탐사선 베피콜롬보가 마침내 19일(현지시간) 프랑스령 기아나에서 아리안 로켓에 실려 발사됐다. 유럽우주국(ESA)과 일본항공우주국(JAXA)의 합작으로 7년 장도에 오른 베피콜롬보는 수성 궤도에 도착하면 두 개의 관측 위성으로 분리돼 3년 동안 각자 임무를 수행한다. 하나는 ESA의 수성행성궤도선(MPO)으로 수성 상공 최대 1500㎞에서 표면을 관측하고, 일본의 수성자기권궤도선(MMO)은 최대 1만1800㎞ 상공에서 수성의 자기장과 입자를 측정한다. 거기에서 취한 측정치는 가장 안쪽 행성의 신비를 풀 수 있을 뿐만 아니라 우리 태양계 형성에 관한 비밀을 풀 수 있는 실마리를 제공해줄 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 언론 보도에 따르면 이 수성 미션에 ESA와 JAXA가 투입한 비용은 20억 달러에 이르는 것으로 알려졌다. 얀 뵈르너 ESA 사무총장은 베피콜롬보의 출발을 지켜보면서 “정말 멋진 날이다”고 말한 후 “우리 수성까지 같이 가자. 베피, 가라! 가!”하고 외쳤다. 우주선은 발사 후 약 40분 후, 지상 관제실과 통신하면서 예정대로 로켓에서 분리돼 비행경로에 올랐다. ​이제 과학자들은 베피콜롬보를 구성하는 두 우주선이 2025년 12월 수성 궤도에 진입한 후 분리돼 이 기묘한 행성의 관측을 시작하기까지 7년을 기다려야 한다. 하지만 베피콜롬보가 수성까지 가는 긴 여행 기간을 마냥 놀고만 있는 것은 아니다. 과학자들이 몇 가지 까다로운 숙제를 안겨놓았기 때문이다. 여행하는 동안 탐사선에 탑재된 장비는 태양을 공전하는 수성과 지구 궤도에 대해 정밀한 측정을 수행해야 한다. 이는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 결함이 있는가를 찾아내기 위한 것이다. 이런 행위는 과학자들의 오랜 취미활동 중 하나다. 베피콜롬보는 오늘날 널리 쓰이는 우주 탐사선의 항법을 개발한 20세기 이탈리아 과학자 주세페 베피 콜롬보의 이름을 땄다. 베피콜롬보가 수성 궤도에 안착하기까지 복잡한 비행경로를 거치게 되는데, 지구의 한 차례, 금성에서 두 차례, 수성에서 6차례 플라이바이(Fly-by)를 하게 된다. 중력 도움으로 알려진 이 항법은 행성의 중력을 이용해 진로를 바꾸거나 속력을 얻는 ‘행성궤도 접근통과’ 기술이다. 탐사선이 거대한 태양의 중력에 잡히지 않고 수성 궤도에 진입하기 위해서는 이 같은 기동이 필수적이다. 탐사선은 플라이바이를 하면서도 필요한 과학적 자료를 수집하게 된다. 화성 등 태양계의 행성에 대해서는 탐사가 종종 이뤄졌지만, 수성은 미국에 의해 2차례 탐사가 이뤄진 것이 전부다. 탐사선이 태양의 고온에 노출되는데다 궤도 진입도 어렵기 때문이다. 태양 주위를 지나며 350도 넘는 고온과 방사선 등 극한의 환경을 거치게 되는데 이를 극복하기 위해 베피콜롬보에는 두 개의 이온 로켓이 추가로 달려 있다. 베피콜롬보는 수성 주변을 타원형으로 돌면서 2~3년에 걸쳐서 탐사 미션을 완수한 뒤 서서히 고도를 낮춰 수성 표면에 충돌할 것으로 예상된다. 이광식 칼럼니스트 joand@naver.com

태양계 끝자락에 제9 행성(Planet Nine)은 과연 존재할까? 존재한다면 언제 발견될 수 있을까? 제9 행성에 대한 관심이 식을 줄 모르고 계속되고 있다. 이에 대한 증거가 태양계 먼 변두리에서 계속 발견되고 있는 추세다. 특히 ‘고블린'(The Goblin·마귀)으로 알려진 왜행성 2015 TG387의 최근 발견이 주목을 끌고 있다. 이 왜행성은 극단적으로 길쭉한 타원 궤도를 가지고 있는데, 이는 태양계 깊숙한 변두리에 있는 상당한 질량의 천체로부터 받는 중력 때문이라고 연구자들은 보고 있다. "제9 행성은 우리가 관찰한 모든 것들에 대해 설명할 수 있는 유일한 답안으로 보인다”고 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 이론 천체 물리학자 콘스탄틴 배티진이 말했다. 그는 2014년부터 시작된 제9 행성 사냥의 주역이다. 그해에 천문학자인 차드 트루히요와 스콧 셰퍼드는 해왕성 궤도를 훨씬 너머 큰 질량의 왜행성이 있을 것으로 예측했다. 이 천체의 존재가 왜행성 세드나와 2012 VP113의 궤도에서 보이는 특이한 현상을 비롯해 몇몇 다른 천체들의 움직임을 설명할 수 있을 것이라고 제안했다. 2016년 1월, 배티진과 칼텍의 동료 연구원 마이크 브라운은 이 가상 세계, 곧 제9 행성에 대한 더 많은 증거를 제시했다. 그들은 또한 제9 행성이 지구보다 10배나 더 크며, 평균 600천문단위(AU) 거리의 궤도를 도는 것으로 예측했다.(1AU는 지구 - 태양 거리. 약 1억5000만km) 괴상한 궤도를 가진 제9 행성에 대한 추적은 꾸준히 계속되었다. 이 미지의 행성이 행사하는 중력에 영향을 받는 천체를 14개까지 천문학자들이 찾아냈다고 밝히는 배티진은 “제9 행성의 존재에 대한 증거는 정말 확실하다”고 덧붙였다. 워싱턴 DC의 카네기 연구소 소속 셰퍼드는 제9 행성이 존재할 확률을 “90 퍼센트 이상”이라고 쐐기를 박았다. 그는 스페이스닷컴과의 인터뷰에서 “우리는 그 가능성이 그보다 높으면 높았지 낮지는 않을 거라고 본다”라고 말하면서 “내 개인적으로는 80% ~ 90% 수준”이라고 밝혔다. 그렇다면 제9 행성(행성X)은 대체 어디에 숨어 있는 걸까? 배티진과 셰퍼드 팀은 지난 몇 년 동안 제9 행성의 소재를 체계적으로 수배해왔다. 두 팀은 하와이 마우나 케어 산꼭대기에 있는 일본의 스바루 망원경(구경 8m)를 사용해서 제9 행성을 추적했다. 물론 제9 행성의 탐색에 참여한 팀은 이들뿐 아니라 세계의 다른 연구 그룹들도 뛰어들었다. 그러나 아직까지 그 소재가 밝혀지지 않은 것에 대해 셰퍼드는 그다지 놀라운 사실은 아니라는 입장을 내놓았다. 셰퍼드는 “우리는 제9 행성이 비록 해왕성만큼 크다 할지라도 수백 AU 공간의 저쪽에 있다면 대구경의 망원경으로도 보기 힘들 만큼 희미할 것”이라고 설명하면서 “지금까지 어떤 연구팀도 그만큼 깊은 공간으로 들어간 적이 없다. 드넓은 태양계 변두리에는 아무리 큰 천체일지라도 숨어 있을 공간이 얼마든지 있다”고 덧붙였다. 사실 지금까지 제9 행성이 있을 가능성이 가장 높은 지역인 ‘프리미엄 스카이’의 20~25% 만 검색 대상으로 삼았다. 천문학자들은 천체의 질량, 밝기 또는 정확한 궤도를 알지 못하기 때문에 제9 행성의 발견 시점을 예측하기는 어렵다고 말한다. 배티진은 스바루가 과연 제9 행성을 잡아낼 수 있을 것인지에 대해 회의적이다. 비록 스바루가 높은 해상력과 넓은 시야를 가진 망원경이지만, 그래도 허블 우주망원경에 비해 해상력은 떨어진다. 그렇다고 시야가 극히 좁은 허블을 제9 행성 사냥에 동원하는 것은 아주 비효율적인 일이다. 그걸로는 드넓은 태양계 외부를 모두 뒤질 수가 없기 때문이다. 스바루로 불가능하다 하더라도 제9 행성 사냥꾼들에게는 하나의 희망이 남아 있다. 2020년대 초 칠레 안데스에 들어설 차세대 천체 망원경 LSST(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경) 같은 강력한 장비의 도움을 받을 것수 있기 때문이다. “우리가 앞으로 5년 내에 그것을 찾지 못한다면, LSST가 제9 행성을 찾아내줄 것”이라고 배티진은 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

현대차가 고성능 브랜드 ‘N’의 디자인과 주행성능을 기본차에 이식한 ‘i30 N Line’을 오는 24일 출시한다. ‘N Line’은 고성능 N 모델과 기본차의 중간에 위치해있으며, ‘i30 N Line’은 N Line의 첫번째 모델로 기존 i30에 고성능 디자인과 주행성능을 장착해 고성능차 입문과 저변 확대를 위해 개발됐다. 19일 공개된 i30 N Line의 외장 디자인은 고성능 N의 디자인 감성을 입혀 역동적인 스타일을 구현했다. 전면은 블랙 매쉬 타입의 N Line 전용 라디에이터 그릴과 전용 프런트 범퍼를 적용했고, 측면에는 아웃사이드 미러와 도어 글래스 라인을 블랙 색상으로 마무리하고 N Line 전용 18인치 알로이 휠을 기본 제공한다. 후면에는 N Line 전용 리어 범퍼와 전용 리어 디퓨져를 적용하고 듀얼 머플러 팁을 장착했다. 한편 현대차는 고성능 N 상품의 포트폴리오 최상단에 모터스포츠를 두고, 모터스포츠 참가를 통해 터득한 노하우와 기술력을 일반 차량에 적용시켜 나갈 계획이다. 이중 N Line은 고성능 N의 디자인과 성능을 다양한 일반 모델에 적용해 고객들의 선택의 폭을 넓힌다는 전략이다. 김소라 기자 sora@seoul.co.kr

일부 미생물은 우주의 혹독한 환경 속에서도 생존할 수 있다는 점을 시사하는 연구 결과가 나왔다. . 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 등 연구팀이 국제우주정거장(ISS)의 일본실험모듈(JEM)에서 미생물과 유기화합물을 우주 환경에 노출하기 위해 고안한 패널에 두고 1년간 진행한 연구에서 일부가 극단적인 온도와 방사선을 견딜 수 있었다고 국제학술지 ‘우주생물학’(Astrobiology) 최신호(5일자)에 발표했다. 이번 연구는 JEM에서 진행 중인 ‘탄포포 미션’(민들레 임무)의 일환으로, 인류를 비롯한 지구의 생명체가 지구 밖에서 기원했을 수 있다는 ‘판스페르미아‘(panspermia)설의 타당성을 조사하기 위한 것이었다. 이 연구는 생명체의 기본 재료가 되는 유기화합물이 우주에서 날아와서 생명체가 됐을 수도 있다는 가설에 따라 미생물 외에도 유기화합물 역시 우주 환경에서 견딜 수 있는지를 조사했다. 연구팀은 미생물과 유기화합물이 견딜 수 있는 온도와 방사선 등의 요인을 조사했다. 연구팀이 1년 뒤 패널에서 수집한 자료는 표본 일부가 우주여행을 견뎌낼 수 있다는 점을 시사한다. 이는 미생물과 유기화합물이 다른 행성에서 또 다른 행성으로 이동할 수 있다는 가설을 뒷받침한다고 연구팀은 말한다. 최근 외계에서 이른바 ‘골디락스 존’(생명체 거주 가능 영역)에 존재하는 행성을 대거 발견되면서 위와 같은 가설에 관한 관심이 지난 몇 년 사이 다시 높아졌다. 이번 결과 덕분에 생명체가 세상에 뿌리를 내리기 위해 수많은 세월이 떨어진 힘겨운 여정에서도 살아남을 수 있는지를 이해하는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있게 됐다. 사진=국제우주정거장(ISS)의 모습(NASA) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과학자들이 갓 태어난 별 주변에서 생성된 지 얼마 되지 않은 거대 행성들을 발견했다. 지구에서 500광년 떨어진 어린 별인 'CI 타우'(CI Tau)가 바로 그 주인공으로 태어난 지 200만 년 이내의 별이다. 사람으로 치면 아직 젖먹이에 불과한 별이지만, 그 주변에는 거대 가스 행성 4개가 발견됐다. 영국 케임브리지 대학 연구팀이 이끄는 국제 과학자팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 CI 타우 주변의 원시 행성계 원반의 고해상도 밀리미터파 이미지를 얻었다. 별처럼 밝지 않은 천체를 관측할 때는 가시광보다 파장이 긴 전파가 더 유리하기 때문이다. 이번 관측에서 가장 놀라운 사실은 4개의 거대 행성이 서로 멀리 떨어진 위치에서 생성됐다는 것이다. 안쪽 2개 행성은 목성 질량의 10배에 달하는 거대 행성이고 외곽 궤도를 도는 2개의 행성도 토성 정도 질량으로 작지 않은 크기인데, 가장 안쪽 행성의 경우 수성보다 안쪽 궤도를 도는 반면 가장 먼 궤도를 공전하는 행성은 태양-해왕성 거리의 3배 거리에 떨어져 있다. 과학자들은 별에서 매우 가까운 거리에서 공전하는 거대 목성형 가스 행성을 여럿 발견해 뜨거운 목성이라고 분류했는데, 현재의 행성 생성 이론에서는 이런 거대 가스 행성들은 멀리 떨어진 궤도에서 생성된 다음 다른 거대 행성의 상호 중력 작용에 의해 가까운 궤도로 이동한 것으로 생각해왔다. 별과 가까운 위치에서는 가스를 모으기 쉽지 않기 때문이다. 하지만 이번에 관측된 CI 타우 행성계는 기존의 이론으로는 설명하기 어려운 궤도를 지니고 있다. 과학자들은 이 미스터리를 풀기 위해 계속해서 연구를 진행 중이다. 이제까지 발견된 수천 개의 외계 행성은 우주에 행성이 매우 흔한 존재라는 사실을 증명했다. 동시에 과학자들은 행성계의 다양성에 놀라지 않을 수 없었다. 우주에는 태양계에서 볼 수 없는 다양하고 독특한 행성이 즐비했다. 수성보다 안쪽 궤도를 돌지만, 목성보다 큰 뜨거운 목성은 그중 한 종류에 불과하다. 외계 행성의 비밀을 밝히기 위한 연구는 이제 시작 단계다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

“판돈 600만원, 세시간에 600만원 잃었다는 글도 다수”웹보드게임 넷마블이 강원랜드 카지노보다 더 심각하다는 지적이 나왔다. 판돈이 600만원에 이른다거나 세시간에 600만원을 잃었다는 글들이 올라와 있다. 18일 국회 문화체육관광위원회 소속 이동섭 바른미래당 의원은 게임물관리위원회 국정감사에서 “넷마블의 포커게임 ‘넷마블 로우바둑이’에서 불법환전 문제가 심각하다”며 “이 문제를 방치하면 도박피해자가 양산될 것”이라고 주장했다. 태권도 9단이 이동섭 의원은 태권도복 차림으로 국정감사를 실시했다. 넷마블의 자회사 천백십일은 지난 2017년 12월 PC온라인 포커게임 ‘넷마블 로우바둑이’에 ‘골드방’을 도입했다. 골드방이란 게임내 재화인 ‘골드’를 판돈으로 활용해 포커게임을 벌이는 시스템이다. 문제는 골드를 현금으로 환전하거나 돈을 주고 되사는 ‘불법환전’이 횡행해 온라인상 포커게임이 실제 도박장으로 변질되고 있다는 점이다. 현재 골드의 시세는 100만골드 당 22만~23만원에 형성돼 있다. 실제 일부 게임방에서는 현금환산시 약 600만원어치의 골드가 한판에 오가는 일도 있었다. ‘게임산업에 관한 법률 시행령’은 이용자가 1개월동안 가상현금, 게임아이템 등에 지출할 수 있는 금액은 50만원을 초과할 수 없도록 규제하고 있지만, 골드는 게임내 재화이기 때문에 시행령에 저촉되지 않는다. 이동섭 의원은 “게임을 살펴보면 10초만에 4만원 상당의 골드가 오가는 것을 볼 수 있다”며 “합법적인 웹보드게임인데 강원랜드 카지노보다 심각하다”고 지적했다. 인터넷상에서는 ‘넷마블 바둑이로 한시간에 2000만골드를 잃었다’, ‘아는 형님이 세시간동안 500만원을 날렸다’등의 글들이 다수 게시돼있는 상태다. 이재홍 게임물관리위원장은 “불법환전은 적극적으로 모니터링해 수사의뢰하겠다”며 “사업자가 사행성 방지를 위해 노력했는지도 점검해 조치할 수 있도록 하겠다”고 답했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr