타이탄/크리스천 데이븐 포트 지음/한정훈 옮김/리더스북/504쪽/1만 8000원소년은 반에서 가장 허약했다. 지독한 괴롭힘을 당하던 그에게 공상과학소설은 큰 위로였다. 소년은 졸업 후 여러 사업으로 큰 돈을 벌었다. 어느 날 ‘소행성이 지구에 충돌한다면 어떻게 될까?’ 고민했다. 공상과학소설처럼, 충돌 전 화성으로 사람을 보내면 되리라 생각했다. NASA(미국항공우주국)에서 이런 일을 진행조차 하지 않는다는 사실을 알고 그는 스스로 로켓을 만들기로 한다. 아폴로 11호의 달 착륙 장면을 두근거리며 보던 다섯 살의 다른 소년이 있다. 그는 전자상거래 사업으로 억만장자가 된 뒤 꿈을 실행으로 옮기는 중이다. 몰래 도시 절반만한 땅을 사들이고, 철저한 계획을 세워 로켓을 만든다. 첫 번째 소년의 이름은 테슬라 창업자인 일론 머스크(왼쪽)다. 그리고 두 번째 소년은 아마존 창업자 제프 베이조스(오른쪽)다.1969년 7월 20일 아폴로 11호를 타고 지구인들은 달에 첫발을 내디뎠다. 당시 탑승했던 닐 암스트롱의 말대로 “한 인간에게는 작은 걸음이었지만, 인류 전체에게는 큰 도약”이었다. 그리고 50년이 지났다. 그 이후 인류는 몇 걸음을 도약했을까. 실망스럽게도, 한 걸음도 내딛지 못했다. 당시만 하더라도 “달에 사람을 보냈으니 이제 화성으로 우주여행을 떠나는 시대가 도래할 것”이라는 기대가 가득했다. 그러나 우주 개척 최첨단에 서 있는 NASA는 이들의 희망을 저버린 지 오래다. 한 번 쓰고 버리는 우주선이 아닌, 이륙과 착륙이 가능한 우주선 개발은 50년 동안 지지부진하다. 워싱턴포스트 기자 크리스천 데이븐포트의 신간 ‘타이탄’은 일론 머스크와 제프 베이조스의 우주 도전을 다룬 책이다. 독점 인터뷰와 밀착 취재로 구성한 500여쪽의 책은 민간 우주산업의 최전선에 선 두 명의 사업가를 중심으로 버진 그룹의 리처드 브랜슨, 스트레토론치의 폴 앨런과 같은 억만장자들이 왜 우주 사업에 뛰어들었는지를 담았다. 이들이 대담한 비전을 품고 우주 산업에 첫발을 내딛는 순간부터, 누구도 생각지 않았던 새로운 방식을 시도하고, 각종 불합리함에 맞서 싸우며 나아가는 과정을 촘촘하게 엮어 냈다.이 분야 선두 주자인 머스크가 민간업체인 ‘스페이스X’를 세우고 우주 개발에 뛰어들 당시, NASA는 절대적인 지위에 있었다. 민간업체 선정 역시 인맥으로 좌우되곤 했다. NASA가 수의계약으로 파트너를 선정하자 머스크는 NASA와의 소송전에 돌입한다. 승소 가능성 10%도 안 됐지만, 머스크는 싸움에서 당당히 승리해 경쟁 입찰에 참여할 수 있었다. 머스크가 거침없이 싸우며 나아갈 때, 베이조스는 아무도 모르게 ‘블루오리진’을 세우고 아주 천천히 나아간다. 저자는 거침없는 토끼와 같은 머스크, 거북이처럼 조용히 움직이는 베이조스를 대비해 보여 주고, 이들이 10년 넘게 벌이는 치열한 물밑 경쟁, 목숨을 건 시험 비행과 여러 차례 로켓 폭발을 다룬다. 둘보다는 조금 뒤처졌지만, 리처드 브랜슨, 폴 앨런까지 4명의 거물이 펼치는 우주 진출전은 손에 땀을 쥐게 한다. 멈추지 않는 도전과 성공 등 책 곳곳에 극적인 이야기가 담겼다. 과장을 최대한 배제했지만, 이야기식으로 구성해 마치 소설을 읽는 느낌마저 준다. 여러 난관을 거쳐 올해 5월 머스크가 이끄는 스페이스X는 초고속 인터넷용 위성 60기를 한꺼번에 발사했다. 머스크는 2023년 민간인을 태우고 달을 탐사하겠다는 계획을 밝힌 바 있다. 베이조스가 설립한 블루오리진 역시 자사 달 착륙 우주선 ‘블루문’을 얼마 전 공개했다. 리처드 브랜슨의 버진 갤럭틱에서 제작한 우주선 ‘스페이스 2’는 지난 2월 모하비 사막에서 탑승객 1명을 태우고 90㎞ 상공까지 올라갔다가 귀환했다. 희망을 동력 삼아 미지의 우주 세계로 향하는 이들의 도전을 읽다 보면 어린 시절 우주를 동경하던 소년 시절의 ‘나’를 만날 수 있을 것이다. 좌절 않고 나아가는 이들에게 아낌없는 박수를 보내련다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)은 화성을 향해 이미 4대의 로버를 보냈고 다섯 번째 로버인 '마스 2020'을 내년에 화성에 보낼 계획이다. 이 화성 로버들은 모두 화성의 표면을 탐사했다. 하지만 과학자들이 찾는 화성 생명체의 증거나 혹은 유기물은 표면이 아닌 지하에 존재할 가능성이 높다. NASA의 과학자들은 화성의 동굴을 탐사할 몇 가지 프로젝트를 추진하고 있는데, 그중 하나가 화성 동굴 로버(Cave Rover)인 'CaveR'이다. CaveR의 첫 번째 목표는 화성의 용암 동굴이다. 용암이 빠른 속도로 지하를 흐르고 난 후 남은 통로인 용암 동굴은 지구의 화산 지대에서 흔하게 볼 수 있다. 화성에는 태양계 최대 화산인 올림푸스 산을 비롯해 거대 화산이 존재하기 때문에 지구보다 더 큰 용암 동굴이 존재할 것으로 추정된다. 특히 화성에는 지구처럼 물에 의한 침식 작용이 없고 중력도 낮아 큰 용암 동굴이 오래 보존될 가능성이 크다. 화성 용암 동굴 내부는 방사선에서 안전할 뿐 아니라 상대적으로 온도 변화가 적어 화성 표면보다 생명체가 살기에 더 적합하다. 당연히 과학자들도 화성 용암 동굴 탐사에 큰 관심이 있지만, 미지의 장소를 탐사하기 위해서 철저한 사전 준비가 필요하다. 따라서 NASA 에임즈 연구소 과학자들은 캘리포니아의 용암 동굴에서 화성 용암 동굴 탐사 로봇의 프로토타입인 CaveR을 테스트하고 있다.지구의 용암 동굴에는 이 환경에 적응된 다양한 미생물과 생물종이 서식한다. CaveR 로버의 센서와 카메라는 동굴 표면의 유기물과 미생물의 존재를 파악하는 것은 물론 3차원 입체 지도를 작성해 내부 지형을 확인하고 안전하게 동굴 내부를 탐사할 수 있다. 현재는 사람이 원격으로 조종하지만, 실제 화성 용암 동굴에서 탐사를 진행할 경우 지구에서 원격으로 조종하기는 매우 어렵다. 따라서 미래 화성 동굴 탐사 로버는 복잡한 지형을 파악하고 손상 없이 움직일 수 있는 정교한 자율 주행 시스템이 필요하다. 또 유기물이나 생명체 존재 증거를 수집하고 자율적으로 분석할 시스템 개발 역시 필요하다. CaveR은 이를 위한 준비 작업이라고 할 수 있다. 화성이나 달에 있을 것으로 추정되는 용암 동굴은 단지 과학적 연구의 대상이 아니라 미래 인류의 보금자리가 될 수 있다. 그렇게 보는 이유는 지하 깊은 곳에 있는 동굴이 인간에게 치명적인 방사선을 막을 수 있는 최적의 장소이기 때문이다. 물론 표면에서 구하기 어려운 물이나 기타 자원 역시 동굴 내부에서 쉽게 구할 수 있을지 모른다. 어쩌면 인류의 미래는 화성과 달 표면이 아닌 지하에 있을지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

인류를 화성에 데려다 줄 유인우주선 ‘스타십’(Starship) 제작이 착착 진행되고 있다. 지난 7일(현지시간) 미국의 우주탐사기업 스페이스X의 CEO 일론 머스크는 스타호퍼(Starhopper)의 랩터(Raptor) 엔진으로 인한 진동 문제를 해결했다면서 곧 본격적인 호핑 테스트에 들어갈 것이라고 트위터를 통해 밝혔다. 몽상(夢想)과도 같은 아이디어를 현실로 만들고 있는 머스크 회장은 화성을 인류의 식민지로 만들겠다는 담대한 구상까지 실천에 옮기고 있다. 스페이스X는 오는 2022년까지 화성에 화물선을 보내 현지의 수자원 및 자원 채굴을 위한 초기 설비를 설치할 예정이다. 특히 2024년에는 최초로 인간이 탑승한 유인 우주선을 보내 인류가 장기간 머물 수 있는 기지를 건설할 계획이다. 이같은 원대한 꿈을 실현시켜줄 '무기'가 바로 우주선 스타십으로 약 100명이 탑승할 수 있다.현재 스페이스X는 스타십에 앞서 프로토타입인 스타호퍼를 제작해 각종 테스트를 진행 중에 있다. 시험발사체인 스타호퍼는 실제 스타십보다 작은 39~40m의 길이로 지난 4월 초 두 차례 짧은 호핑 테스트를 성공적으로 마쳤다. 다소 낯선 용어인 호핑은 기체가 상승했다가 다시 하강해 착륙하는 것을 말한다. 곧 한번 발사된 로켓이나 우주선이 임무를 마치면 다시 발사지로 되돌아오는 것으로, 이는 재사용이 가능해 발사에 들어가는 비용이 확 줄어드는 장점이 있다.스페이스X에 따르면 지난 4월의 테스트는 테더라 불리는 일종의 안전줄을 매달아 실시했으며 빠르면 이달 말 테더를 제거하고 스타호퍼를 하늘로 쏘아올린 뒤 착륙시키는 테스트를 진행할 예정이다. 현재 스타호퍼에는 '심장'에 해당되는 랩터 엔진이 1개 달려있으며 실제 스타십에는 총 6개까지 늘어난다. 또한 스타십을 화성으로 보낼 로켓인 '슈퍼헤비'(Super Heavy)에는 무려 31개 랩터 엔진이 달릴 예정이다. 1단 부스터에 해당하는 슈퍼헤비는 31개의 랩터 엔진의 힘으로 총 6200톤이라는 어마어마한 추력을 발생시킬 수 있다. 　‘현실판 아이언맨’으로 불릴만큼 그간 획기적인 사업을 펼쳐온 머스크 회장은 페이팔의 전신인 온라인 결제 서비스 회사 x.com과 전기자동차 테슬라 모터스, 스페이스X 등을 잇달아 설립하면서 미래를 현실로 만드는 인물로 각광받고 있다. 비행기보다 빠른 초고속 진공열차 ‘하이퍼루프’(Hyperloop)를 제안한 것도 그의 아이디어다. 머스크 회장의 꿈은 지구에만 국한되지 않는다. 향후 150년 안에 화성을 최소 100만 명이 사는 자급자족 도시를 만들겠다는 것이 그의 최종 목표다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국제우주정거장(ISS)은 인류가 지닌 최첨단 기술이 집약된 구조물이다. 하지만 그렇다고 해서 내부 환경이 SF 영화에서 나오는 우주선처럼 깔끔한 것은 아니다. 좁은 공간에서 여러 사람이 함께 생활하는 데다 환기는 당연히 생각도 할 수 없다. 아무리 최신의 생명 유지 장치와 청결을 유지하기 위한 시스템이 있어도 곰팡이와 박테리아가 번성하는 것을 100% 막기 어렵다. 필연적으로 우주정거장 곳곳에 곰팡이가 생긴다. (사진 참조) 과학자들은 이 곰팡이와 박테리아가 단지 제거가 어려울 뿐 아니라 사실 생존 능력이 놀랄 만큼 강하다는 사실을 발견했다. 이 생명체들은 방사선이 높은 우주에서 오랜 시간 노출되다 보니 방사선 내성 능력이 비약적으로 높아졌다. 2019년 우주생물과학 콘퍼런스(2019 Astrobiology Science Conference)에는 인간보다 200배 정도 방사선 내성이 강한 슈퍼 곰팡이를 연구한 결과가 발표됐다. 독일항공우주연구소(DLR)의 미생물학자 마르타 코르테장 박사과정 연구원은 국제우주정거장에서 분리한 두 종의 곰팡이 에스페르길루스(Aspergillus·누룩곰팡이속)와 페니실리움(Penicillium·푸른곰팡이속) 포자가 얼마나 방사선에 강한지 조사했다. 그 결과 이 곰팡이 포자는 1000Gy(gray, 방사선 흡수량의 단위)의 X선과 500Gy의 중이온 (heavy ion), 그리고 3000J(Joule)의 자외선에서도 생존할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 통상 사람은 한 번에 5Gy 이상의 방사선에 노출되면 사망한다. 이 곰팡이들은 포자라는 점을 고려해도 인간보다 200배 정도 강한 방사선을 견딜 수 있는 것이다. 이렇게 방사선에 강한 곰팡이들은 미래 유인 우주 탐사에서 큰 위협이 될 수 있다. 지구 자기장의 보호를 받지 못하는 유인 화성 탐사의 경우 우주비행사는 상당한 방사선을 받으며 면역력이 약해질 수 있지만, 곰팡이는 이런 환경에서도 잘 살기 때문에 심각한 감염을 일으킬 위험이 있다. 따라서 장거리 유인 우주 탐사에 앞서 이에 관한 연구와 대비책이 필요하다. 하지만 연구팀은 우려와는 반대로 이 곰팡이가 우주 개척에 도움이 될 수도 있다고 보고 있다. 강력한 방사선 내성 생물을 배양하면 우주에서 필요한 영양분과 유기물을 얻는 데 유용하기 때문이다. 사람은 방사선 차폐가 잘 된 우주선과 우주 기지에서 생활하고 방사선 내성 미생물과 곰팡이가 든 배양 탱크는 적당히 관리해도 된다면 상당한 비용을 절감할 수 있다. 어쩌면 인류의 후손은 방사선 내성 슈퍼 곰팡이를 감사하게 여길지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

-2034년 드라곤플라이 타이탄에 도착 예정​ 토성의 위성인 타이탄 위를 비행한다면 과연 지상에서 무엇을 볼 수 있을까? 인류는 15년 후 타이탄의 지상 풍경을 직접 눈으로 확인할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 미 항공우주국(NASA)이 이 토성의 달을 본격적으로 탐사하기 위해 최근 헬리콥터와 같은 무인 비행기 드라곤플라이(Dragonfly) 미션 착수에 대한 허가가 떨어졌다. 드라곤플라이는 개발, 제작, 시험 및 발사 과정을 거친 후 2034년 타이탄에 도착할 예정이다. 아래 동영상에서 타이탄에 도착한 드라곤플라이는 항공 탐사를 시작으로, 지구로의 무선 링크 설정 등의 미션을 완수한 후, 다시 타이탄 상공을 가로지르는 비행을 하면서 타이탄의 날씨, 화학 조성, 지형 등을 탐사하게 된다. 토성과 타이탄은 이미 1997년 10월에 발사되어 2004년 7월 토성 궤도에 진입한 카시니-하위헌스 호에 의해 본격적인 탐사가 이루어진 바가 있다. 미국 나사(NASA)와 유럽우주국(ESA), 이탈리아 우주국의 공동으로 진행되었던 카시니-하위헌스 미션은 카시니 궤도선과 하위헌스 탐사선 등 두 부분으로 되어 있었는데, 이 중 하위헌스 탐사선은 2004년 12월 모선에서 분리돼 2005년 1월 토성의 위성 타이탄의 표면에 착륙해서 배터리가 고갈될 때까지 한 시간 이상 데이터를 송출했다. 카시니 탐사선은 2017년 9월 임무가 끝난 후 토성으로 추락해 산화했다. 토성의 최대 위성인 타이탄은 지름 약 5150km로, 목성의 위성 가니메데보다는 작지만 수성보다 크며, 질량도 달의 약 2배나 된다. 또한 두꺼운 대기와 액화 메탄 바다를 가지고 있어 초기 지구와 비슷한 환경을 가진 위성으로 생명이 서식하고 있을 가능성이 아주 높은 곳으로 간주되고 있다. 타이탄의 하늘은 메탄과 에탄으로 된 구름으로 뒤덮여 있으며, 또한 대기에는 시안화 아세틸렌과 시안산, 프로판 등 갖가지 유기분자도 발견되었다. 따라서 인간이 숨쉴 수 있는 공기 레시피는 결코 아니다. 중력은 지구의 14% 정도이며, 두터운 구름층으로 인해 방사선은 화성보다 오히려 적다. 또한 다양한 자원을 가지고 있어 에너지를 생산하기는 좋은 환경이다. 드라곤플라이가 이처럼 원시 지구와 비슷한 타이탄의 상공을 날면서 탐사를 수행한다면 원시 지구에서 최초의 생명 탄생에 대한 이해를 더욱 넓혀줄 것으로 우주생물학자들은 기대하고 있다. 동영상 보러가기 https://www.youtube.com/watch?v=t9-0p9KjHv8 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

인류의 주요 탐사 대상이 된 화성에서 특이한 모습의 사구(砂丘)가 발견됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)의 화성정찰위성(mars reconnaissance orbiter·MRO)에 장착된 고해상도 카메라(HiRISE)를 운영하는 애리조나 대학 연구팀은 "유명한 로고와 뚜렷하게 닮은 것을 발견했다"면서 흥미로운 사진 한장을 공개했다. SF영화를 좋아하는 사람이라면 한 눈에 알 수 있는 사진 속 모습은 분명 영화 '스타트렉'의 로고처럼 보인다. 물론 이 모습은 인공적인 것이 아닌 자연 현상에 의해 우연이 만들어진 것이다.사진 속 스타트렉 로고의 정체는 모래언덕인 사구다. 화성의 남반구에 위치한 원형의 충돌 분지인 헬라스 분지(Hellas Planitia)에 위치한 이 사구는 용암이 흘러나와 초승달 모양의 사구를 형성하고 바람으로 운반된 모래가 쌓여지면서 만들어진 것이다. 지난해 3월에도 HiRIS에 세계적인 인기를 모은 게임인 식충캐릭터 ‘팩맨’(Pac-Man)을 연상시키는 크레이터가 촬영된 바 있다. 이 사진을 보면 게임에서처럼 마치 주위 물질를 잡아먹는 모습처럼 보일 정도.운석 등 천체가 충돌해 생기는 크레이터가 이처럼 특이한 모습을 하고있는 이유는 있다. 일반적으로 크레이터는 둥근 원형에 가까운 것이 많다. 그러나 이 크레이터의 경우 오랜 세월 동안 그 주위에 모래로 된 사구가 쌓여 팩맨 같은 외양을 갖췄다. 애리조나 대학 HiRISE팀은 "스타트렉처럼 생긴 사구는 우연히 생긴 것이지만 MRO가 13년 동안이나 화성의 고해상도 이미지를 보내는 것은 노력의 결과물"이라면서 "MRO는 현재 큐리오시티와 인사이트 착륙선의 중요한 통신 중계 역할도 맡고있다"고 밝혔다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘내 엉덩이를 걷어차 다오’ 2015년 7월, 역사적인 명왕성 근접 비행을 성공한 뉴호라이즌스호의 비행속도는 초속 20㎞(시속 7만 5200㎞)였다. 이는 인간이 만들어낸 속도 중 최고 속도로, 총알 속도의 20배에 달하는 것이다. 현재 인류가 가진 자원과 로켓으로 태양의 중력을 뿌리치고 나아갈 수 있는 한계는 목성 정도까지다. 그럼 무슨 힘으로 뉴호라이즌스는 명왕성까지 그처럼 빠른 속도로 날아갈 수 있었을까? 답은 '중력 도움'(gravity assist)이었다. 중력 보조라고도 하는 이 중력 도움은 영어로는 스윙바이(swing-by), 또는 플라이바이(fly-by)라고도 하는데, 한마디로 ‘행성궤도 근접 통과’로 중력을 슬쩍 훔쳐내는 일이다. ​ 그랜드피아노만 한 크기에 무게는 478㎏인 뉴호라이즌스가 발사될 때의 탈출속도는 지구 탈출속도인 11.2㎞를 훨씬 넘는 초속 16.26 km로, 지금까지 인간이 만들어낸 물체 중 가장 빠르게 지구를 탈출한 것으로 기록되었다. 그런데 탐사선이 1년을 날아가 목성에 근접해서는 이 중력 도움 항법으로 초속 4㎞의 속도를 공짜로 얻었다. 이로 인해 명왕성으로 가는 시간을 약 3년 단축할 수 있었다. 중력 도움을 간단히 설명하자면, 탐사선의 속도를 높이기 위해 천체의 중력을 이용한 슬링 숏(slingshot·새총쏘기) 기법으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 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. ​중력 도움을 받기 위해 우주선은 대상 천체에 대해 쌍곡선 궤적을 그릴 수 있는 조건으로 접근해야 한다. 쌍곡선 궤적은 우주선이 어떤 행성(쌍곡선 궤적의 초점이 된다)의 중력권 내를 잠깐 비행하더라도 그 행성의 중력권에 잡히지 않는 궤도가 된다. 태양을 초점으로 공전하는 혜성들의 궤도가 대개 이 쌍곡선 궤적이다. 혜성들은 거의 태양을 향해 쌍곡선을 그리며 가까이 다가왔다가 다시 멀어지는 형태의 궤적을 그린다. 중력 도움을 받으려는 우주선의 상대속도가 행성의 중력에 포획되지 않을 만큼 충분히 빠를 때 이런 식의 근접비행이 가능하다. 현재까지 인류가 개발한 로켓의 힘으로는 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 중력 도움으로 목숨 구한 이야기 중력 도움이란 이 기발한 아이디어를 처음으로 떠올린 사람은 20세기 초반 러시아의 이론물리학자 ​유리 콘드라트유크였고, 뒤에 미국의 수학자 마이클 미노비치가 더욱 섬세하게 가다듬었다. 중력 도움을 최초로 활용한 우주선은 러시아의 달 탐사선 루나 3호였다. 1959년 달의 뒷면을 촬영하기 위해 발사된 루나 3호는 중력 도움으로 달의 뒷면을 돌면서 찍은 사진을 지구로 전송했다. 인류에게 달의 뒷면을 최초로 볼 수 있게 해준 루나 3호는 그후 달에 추락하여 고철 덩어리가 되었다. 중력 도움으로 사람의 목숨을 건진 사례도 있다. 바로 아폴로 13호의 얘기다. 1970년 4월 달 착륙을 목적으로 발사되었던 이 우주선은 지구로부터 32만㎞ 떨어진 달의 중력권에서 선체의 이상 진동으로 산소 탱크가 폭발해 사령선이 심각하게 파손되었다. 세 승무원은 사령선을 버리고 달 착륙선으로 옮겨 탔다. 당연히 달 착륙 미션은 중단되었고, 미 항공우주국(NASA) 관제본부의 비행감독 진 크렌즈는 세 승무원의 귀환시킬 수 있는 유일한 방법은 달의 중력 도움으로 달 착륙선을 귀환궤도에 올릴 수밖에 없다고 생각했다. 사령선의 엔진을 이용해 우주선을 지구로 돌리는 게 가장 간단한 방법이었지만, 폭발로 인해 엔진의 정상 가동을 장담할 수 없었다. 만약 실패한다면 3명의 승무원은 영원히 우주의 미아가 되고 말 판이었다. 달의 중력 도움도 결코 만만한 방법은 아니었다. 달 착륙선의 엔진을 이용해 달의 뒤편으로 돌아간 다음 정확한 침로를 잡으면 지구로의 귀환궤도에 오를 수 있지만, 약간의 오차만 나더라도 궤도 수정을 할 수 없기 때문에 지구와는 엉뚱한 방향으로 가버릴 위험이 있는 것이다. 참으로 목숨을 걸고 하는 도박이었다. 관제센터는 우주선의 궤도에 영향을 주지 않기 위해 우주선 바깥으로 소변을 투기하는 것까지 금지시켰다.(이 명령이 소변 금지인 줄 착각하는 바람에 소변을 참았던 한 승무원은 요로 감염에 걸렸다.) 승무원들은 손에 땀을 쥐게 하는 기동으로 달의 중력 도움을 받은 끝에 귀환 궤도에 올랐다. 그들이 지구 상공에 모습을 드러낼 때까지 세계는 숨을 죽이고 사태의 진행을 지켜보았다. 이윽고 착륙선 아쿠아리우스를 떼어낸 후, 사령선 오디세이가 무사히 태평양에 착수했을 때 세계는 환호성을 올렸다. 살아서 돌아올 확률이 지극히 낮았음에도 달의 중력 도움을 받은 끝에 무사히 귀환할 수 있었던 것이다. 만약 폭발이 착륙선을 떼어낸 후에 일어났으면 승무원들이 생환했을 확률은 제로였다. 아폴로 13호의 사고에 관한 내용은 1995년 '아폴로 13'이라는 제목으로 영화화되었다.​태양계를 누비는 힘 ‘스윙바이’​ 중력 도움이라는 아이디어가 없었더라면 목성 너머의 태양계는 우리에게 그림의 떡이었을 것이다. 목성에 갈릴레오호를, 토성에 카시니호를, 그리고 해왕성과 그 너머까지 보이저 1,2호를 보낼 수 있게 된 것도 모두 중력 도움 덕분이었다. 연료를 별로 사용하지 않고도 비교적 빠른 시간 내에 목적지에 도착할 수 있기 때문에 현재 거의 모든 탐사선이 다른 행성 궤도에 진입하는 스윙바이 항법을 선택한다. 스윙바이를 활용해 처음으로 토성에 다다른 탐사선은 1973년 발사된 파이어니어 11호였고, 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1,2호는 처음부터 당시 최신 기술이던 중력 도움을 사용하도록 설계된 탐사선이다. ​ 1989년 미국 케네디 우주센터에서 발사된 목성 탐사선 갈릴레오는 자체 추진력으로만으로는 목성까지 갈 수가 없어 ‘여비’를 금성과 지구로부터 훔쳐왔다. 갈릴레오는 발사 4개월 정도 후에 금성으로부터 2.2㎞/s, 다시 10개월 후 지구로부터 5.2㎞/s, 다시 2년 후 지구로부터 3.7㎞/s의 속도를 각각 훔쳐냈는데, 세 차례에 걸쳐 훔쳐낸 속도 증가분은 무려 11.1㎞/s나 되었다. 갈릴레오가 지구로부터 두 차례 훔쳐낸 속도 증가분의 합은 8.9㎞/s나 된다. 지구는 그만큼 갈릴레오에게 각속도량을 빼앗긴 셈이다. 하지만 그래 봤자 갈릴레오의 질량 2,380kg은 지구 질량에 비하면 거의 0에 가깝다. 그래서 지구는 1억 년 동안 1.2cm쯤 늦춰지는 데 지나지 않는다. 어쨌든 중력 도움의 힘으로 6년 여 만인 1995년 12월 목성 궤도에 도착한 갈릴레오는 목성의 대기권과 그 주변, 특히 목성의 네 위성인 에우로파, 칼리스토, 이오, 가니메데의 탐사를 비롯해, 싣고 간 원추 모양의 탐사선을 목성의 구름 사이로 투하해 목성 대기의 온도, 기압, 화학 조성 등을 보고하는 등, 8년 동안 목성 궤도를 돌면서 혁혁한 전과를 올린 후, 2003년 9월 21일에 최후를 맞았다. 인공물로 가장 멀리 날아간 보이저 1호​​사람이 만든 물건으로 가장 우주 멀리 날아간 기록을 세운 것은 보이저 1호다. 총알 속도의 17배인 초속 17㎞의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호 역시 중력 도움을 받은 탐사선이다. 본래 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 1977년에 발사된 보이저 1호는 올해로 꼬박 42년을 날아가는 셈이다.​ 일명 ‘행성간 대여행’이라 불리는 행성의 배치가 행성간 탐사선의 개발에 영향을 주었는데, 이 행성간 대여행은 연속적인 중력 도움을 활용함으로써, 한 탐사선이 궤도 수정을 위한 최소한의 연료만으로 화성 바깥쪽의 모든 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)을 탐사할 수 있었던 것이다. 이 항법을 활용하기 위해 보이저는 행성들이 직선상 배열을 이루는 드문 기회(몇백 년에 한 번꼴)를 이용했는데, 목성의 중력이 보이저를 토성으로 내던지고, 토성은 천왕성으로, 천왕성은 해왕성으로, 그 다음은 태양계 밖으로 차례로 내던지게 되는 것이다. 이렇게 우주의 당구치기를 하면서 날아갈 보이저 1호와 2호는 발사 시점도 대여행이 가능하도록 맞춰졌다. 현재 보이저 1호가 있는 곳은 태양계를 벗어난 성간공간으로 거리는 약 220억㎞쯤 된다. 이 거리는 초속 30만㎞인 빛이 달리더라도 20간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 145배(145AU)가 넘는 거리다. 거기에서 보이는 태양은 여느 별과 다름없는 흐릿한 별 하나에 지나지 않을 것이다. 보이저 1,2호가 지구를 떠날 때 공급받은 연료는 목성까지 갈 수 있는 분량이었다. 목성 너머 가는 에너지는 목성의 중력 도움으로 조달하라는 뜻이었다. 만약 목성이 탐사선의 엉덩이를 걷어차주지 않는다면, 보이저는 태양 기준으로 지구보다 더 가까워지지 않고 목성보다 더 멀어지지도 않는 타원형 궤도에 갇혀 영원히 뺑뺑이 도는 신세를 면치 못했을 것이다. 그러나 ​당시 최신 기술이던 중력 도움을 사용하도록 설계된 보이저 1호는 스윙바이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만㎞의 속도증가를 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. 보이저 1호는 목성의 중력 도움을 받은 덕으로 지금 이 순간에도 인간이 가본 적이 없는 미지의 세계를 향해 ​용맹정진하고 있다. 2025년이면 전력이 바닥나 지구와의 교신이 끊어지고 보이저는 침묵의 척후병이 되겠지만, 앞으로 4만 년 정도 더 날아가면 1.5광년, 15조㎞를 주파해 기린자리의 어느 이름없는 별 옆을 지날 것이다. 어쨌든 이처럼 인류가 지구상에 나타난 이래 최초로 태양계 너머 심우주 속으로 보이저라는 척후병을 보내 ​탐색할 수 있게 된 것도 ​한 물리학자의 상상력이 떠올린 중력 도움으로 가능해진 것이다. 이처럼 인간의 상상력은 위대하다. 아인슈타인의 말마따나 상상력은 지식보다 위대하다는 사실을 실감할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

머나먼 붉은 행성에서 '호기심'을 해결 중인 화성탐사로봇 큐리오시티(Curiosity)가 흥미로운 영상을 촬영했다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 큐리오시티가 촬영한 화성의 구름이 흘러가는 모습을 영상으로 공개했다. 지난 7일과 12일 큐리오시티가 촬영한 화성의 하늘을 스치고 지나가는 것은 분명 구름이다. 화성 하늘에 구름이라고 하면 상당히 이질적인 존재로 느껴지지만, 화성에도 대기가 있고 수증기가 존재하기 때문에 구름이 형성될 수 있다. NASA에 따르면 이 구름은 약 31㎞ 상공에 떠 있었으며 지구와 같은 물얼음으로 이루어져 있을 가능성이 높다. 그러나 화성이 지구와 같은 구름을 가지고 있다고 해도 두 행성의 대기가 같은 것은 아니다.화성의 대기권 농도는 지구보다 100배 정도 옅으며 주요 구성 성분도 다르다. 지구의 대기권에는 78%의 질소와 21%의 산소 그리고 약간의 이산화탄소 등이 있는 반면 화성은 이산화탄소가 대부분이다. 또한 화성의 이 구름도 매일 생기는 것이 아니라 가끔 확인할 수 있는 정도다. NASA 측은 "큐리오시티에 포착된 구름은 화성의 대기에 대한 여러 지식을 제공한다"면서 "큐리오시티 관측 지점에서 600㎞ 떨어진 곳에서 인사이트(InSight)가 탐사 중인데 같은 구름을 포착하는 것은 구름의 고도를 계산하는데 도움을 준다"고 밝혔다. 　 한편 지난 2012년 8월 화성에 생명체가 있는지 조사하기 위해 게일 크레이터 부근에 내려앉은 큐리오시티는 소형차만한 크기로 하루 200여m 움직이며 탐사를 이어오고 있다. 그간 큐리오시티는 화성의 지질과 토양을 분석해 메탄 등 유기물 분석자료를 확보하고 미생물이 살만한 조건인지를 조사해 왔다. 실제로 큐리오시티는 오래 전 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

중국의 우주 능력이 하루가 다르게 강해지고 있다. 우주 분야는 미국과 러시아의 각축장으로 알려져 왔지만, 이제는 미국이 중국을 경계해야 할 만큼 미중 우주 경쟁이 본격화되고 있다. 중국은 2007년 수백㎞ 상공에 떠 있던 자국의 인공위성을 로켓을 쏘아 파괴하는 데 성공했고, 2013년에는 정지궤도인 고도 3만 6000㎞에 떠 있는 인공위성을 파괴하는 실험에 성공해 미국을 충격에 빠뜨렸다. 미국은 세 종류의 인공위성을 우주공간에서 운용하고 있다. 수백㎞의 고도에 떠 있는 군사첩보위성, 2만여㎞의 고도에서 움직이는 GPS 위성 시스템, 그리고 고도 3만 6000㎞에서 상대방 미사일 발사를 탐지하는 조기경계위성 등인데, 이 중국이 마음만 먹으면 모두 다 파괴할 수 있다는 사실이 입증된 셈이다. 달 반대편에 우주탐사선을 착륙시키는 데 성공하고 일본보다 앞서 유인 우주시대를 열어 가는 중국이다. 중국은 ‘2030년 우주강국’을 목표로 100여개가 넘는 민간 회사로 하여금 로켓의 개발과 발사, 인공위성의 제조에 참여시켜 향후 10년 내에 총 1500여기의 인공위성을 발사한다는 계획이다. 그동안 국가 주도로 해 왔던 우주 개발에 민간 회사들을 참여시켜 우주 개발의 저변을 확대하고, 우주 개발 비용을 낮추며 해외 수출까지 염두에 둔 우주 정책의 변화라고 볼 수 있겠다. 중국은 2003년 사상 최초의 유인 우주선을 발사했고, 2018년 자체 GPS 시스템인 ‘베이두’(北斗)를 완성해 미국에 의존하지 않는 독자적인 GPS 시스템을 완성했다. 2020년에는 화성 탐사선을 발사하고 2022년 목표로 독자적인 우주정거장을 만들고 있다. 중국의 ‘2030 우주강국’의 목표가 계획대로 완성된다면 명실공히 미국, 러시아와 어깨를 겨누는 우주 3대 강국으로 올라선다는 것이다. 우주 패권을 지향하고자 하는 미국은 로키산맥 내부에 4만명이 넘는 인원으로 구성된 ‘공군우주군단’을 주둔시키면서 우주에서의 미사일 발사를 감시하고 우주와 지상 레이더를 연결해 우주 공간에서 발생하는 모든 군사적 위협에 대처하고 있는데, 요즈음은 중국의 우주 위협에 가장 민감해하고 있다. 이미 2014년 5월 워싱턴 회의에서 ‘공군우주군단’의 사령관인 존 하이텐 공군 대장은 “우주 공간에서의 전쟁은 원치 않지만, 중국의 위협에 대처해야 한다”며 그 심각성을 토로한 적이 있다. 시간이 흐를수록 막강해지는 중국의 우주 능력을 보면서 미국은 쓰라린 가슴을 쓸어 내리고 있을 것이다. 왜냐하면 중국의 우주 개발은 미국에서 우주기술을 공부한 첸쉐썬(錢學森)을 중국에 돌려보내는 것을 허용했기 때문이다. 첸쒜선은 중국 우주 개발의 아버지로 칭송받고 있다. 첸 박사는 제2차 세계대전 중 미국 국방과학기술자문위원회의 로켓 부문 장(長)으로 임명될 만큼 로켓에 관한 한 최고의 전문가였다. 미국 미사일 개발계획의 중추에 있던 인물인데 중화인민공화국이 건국된 1949년 첸 박사는 중국으로 돌아갈 결심을 했다. 미 국방부는 첸 박사를 중국으로 돌려보내면 군 5개 사단의 군사력에 필적하는 사람을 보내게 된다며 극력 반대했지만, 당시 중국 외교부장이던 저우언라이(周恩來)의 끈질긴 외교 설득 끝에 중국에 돌아가게 됐고, 중국은 본격적인 우주 개발에 들어서게 된다. 첸 박사는 미사일과 인공위성뿐만 아니라 핵무기 개발에도 큰 업적을 남겨 중국 우주 개발의 국부로 불린다. 그 업적을 기려 중국은 베이징의 현대사박물관 벽 한 면에 그의 가족사진을 전시했다. 첸 박사의 우주 개발은 중국의 지도자들이 전면에 나서 진두지휘했기 때문에 가능했는데, 유인 우주계획총책임자 자리를 리펑 전국인민대회 상무위원장이 맡았었다. 그 후임은 장쩌민 전 국가주석이었다. 중국의 우주 개발은 첸 박사라는 천재가 있었기에 가능했지만, 그 많은 예산을 지원해 주고 우주 개발에 박차를 가할 수 있게 한 사람들은 중국의 지도자들이었다. 일본도 나카소네 전 총리가 우주 개발의 초석을 다졌기에 자체 GPS를 구축하게 됐다. 한국은 2021년을 목표로 자체 로켓 ‘누리호’를 개발하고 있다. 국가 지도자가 관심을 가져야만 안정적인 우주 개발이 된다는 사실을 주변 국가들의 사례에서 알 수 있고 교훈을 얻게 된다.

지구 행성을 옮길 수 있는 방법을 소개하는 한 전문가의 칼럼이 26일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 소개되었다. 필자는 영국 글래스고 대학 우주항공공학 마테오 세리오티 교수로, 칼럼의 내용을 요약해 소개한다. 최근 넷플릭스에 개봉된 중국 SF영화 ‘유랑지구’(The Wandering Earth)의 줄거리는 인류가 거대한 추진기를 사용하여 팽창하는 태양을 피해 지구의 궤도를 바꾸고 목성과의 충돌을 막으려는 시도를 한다는 내용이다. 언젠가는 이런 시나리오가 실현될지도 모른다. 50억 년 안에 태양은 연료가 바닥나고 팽창을 시작할 것이며, 부풀어오른 태양은 아마도 지구를 삼켜버릴 것이다. 그보다 훨씬 이전에 닥칠 위협은 지구 온난화로 인한 파국이다. 이를 피하기 위해 지구를 태양으로부터 더 먼 궤도로 이동시키는 것은 이론상 가능한 해결책이 될 수 있다. 하지만 어떻게 하면 지구를 움직일 수 있고, 그러기 위해 공학적인 측면에서 해결해야 할 과제는 무엇일까? 보다 쉬운 이해를 위해, 우리가 태양으로부터 50% 더 먼 궤도, 곧 화성에 가까운 곳으로 지구를 이동시킨다고 가정하자. 우리는 지난 수년 동안 지구와의 충돌 궤도에 있는 소행성을 이동시키는 기술을 고안해왔다. 그 중에는 파괴적인 방법, 곧 소행성 근처나 표면에서 핵폭발을 일으키거나, 우주선 같은 것을 고속 충돌시키는 방법 등이 포함되어 있다. 그러나 지구에 이같은 파괴적인 방법을 적용할 수는 없는 일이므로 이런 것들은 일단 제외된다. 다른 기법으로는 소행성의 표면에 예인선을 도킹시키거나, 중력이나 다른 방법을 통해 추진되는 우주선을 소행성 근처에 맴돌게 함으로써 궤도를 바꾸는 비교적 온건한 방법들이 있을 수 있다. 그러나 이 같은 방법 역시 지구에 적용하기는 무리이다. 왜냐하면 지구의 질량이 소행성에 비해 엄청나게 크기 때문이다. 전기 추진체 사실 우리는 이미 지구를 궤도에서 움직이고 있다. 탐사선이 다른 행성을 향해 지구를 떠날 때마다 로켓 발사력의 반작용으로 지구를 반대 방향으로 밀쳐낸다. 하지만 이 같은 반작용을 지구를 움직일 목적으로 사용하기에는 너무나 작기 때문에 고려 대상이 될 수가 없다. 스페이스X의 팰컨 헤비 로켓은 현재 가장 강력한 발사체이다. 하지만 지구를 화성 궤도까지 옮기려면 이런 로켓 3000억 개를 동시에 발사시켜야 한다는 계산서가 나와 있다. 이 모든 로켓을 구성하는 물질은 지구 질량의 85%에 해당하므로 결국 화성 궤도까지 가는 지구는 15%만 남게 된다. 이에 비해 전기 추진체는 질량을 가속하는 데 훨씬 더 효율적인 방법이다. 이온 추진체는 하전된 입자의 흐름을 발사하여 우주선을 추진시킨다. 이것을 지구 궤도의 반대 방향으로 발사하여 지구를 움직인다고 상정할 경우, 이온 추진체의 크기는 해발 1,000km나 되어야 하며, 강력한 버팀대로 지구 표면에 부착되어 추진력을 전달해야 한다. 이 방법으로 지구를 화성 궤도에까지 옮기는 데는 지구 질량의 13%나 되는 이온을 초당 40km로 발사해야 하고, 그 결과 지구는 87%만이 이동할 수 있게 된다.빛을 이용한 추진력 빛은 에너지를 갖지만 질량이 없기 때문에 레이저와 같은 집중적 광선에 지속적으로 동력을 공급할 수 있다. 필요한 동력은 태양으로부터 수집되므로, 지구 질량이 줄어들지는 않는다. 태양계에서 가까운 별을 탐사하기 위한 ‘브레이크스루 스타샷’(Breakthrough Starshot) 프로젝트에서 우주선을 추진할 목적으로 계획된 엄청난 100GW 레이저 공장을 사용하더라도, 지구를 화성 궤도까지 옮기려면 무려 300억 년 동안 레이저를 연속 발사해야 한다. 태양 돛을 사용하는 것도 한 방법이 될 수 있다. 돛이 바람을 받아 배가 나아가듯, 태양 돛은 태양의 빛을 모아 생기는 광압의 힘을 빌려 추진력을 얻는 방법이다. 실제 우주선에 적용된 기술이기도 하다. 그러니 이 방법으로도 지구를 움직이는 데는 지구 지름보다 19배나 큰 반사 디스크로 10억 년 넘게 지구를 쬐어주어야 한다는 계산서를 연구자들이 뽑아냈다. 행성 간 당구치기 두 개의 궤도를 도는 물체가 운동량을 교환하여 속도와 방향을 바꾸는 중력도움을 이용해 지구를 움직일 수도 있다. 이른바 새총쏘기(sling shot)로 불리기도 하는 이런 종류의 기동은 행성 간 탐사선에 의해 광범위하게 사용되어왔다. 예를 들어, 2014~2016년에 혜성 67P를 방문한 로제타 우주선은 10년 동안 혜성으로 가는 중 2005년과 2007년 두 차례에 걸쳐 지구를 슬링샷함으로써 중력도움을 얻어 추진력을 더욱 높였다. 결과적으로 지구는 반대 방향으로 약간 밀려났지만, 우주선이 지구에 비해 너무나도 가벼워 측정 가능한 영향을 미치지는 못했다. 하지만 우주선보다 훨씬 더 큰 것을 이용해서 우주의 당구치기를 할 수 있다면 어떨까? 소행성은 확실히 지구에 의해 방향을 바꿀 수 있지만, 지구에 미치는 영향은 지극히 작다. 그러나 이 같은 당구치기를 지속적으로 수없이 되풀이한다면 또 얘기가 달라질 수도 있다. 태양계의 일부 지역에는 소행성과 혜성과 같은 작은 천체들이 밀집해 있으며, 그 중 많은 것은 현재 기술로 움직일 수 있을 만큼 작지만, 그래도 지구에서 발사할 수 있는 어떤 것보다 여전히 크다. 정확한 궤도 설계로 이른바 'ΔV 지렛대'(Δv leveraging)를 이용할 수 있다. 말하자면, 작은 천체를 궤도 밖으로 밀어내어 지구 곁을 스쳐게 함으로써 지구에 큰 충격을 줄 수 있다. 이것은 언뜻 흥미진진해 보일지 모르지만, 태양의 팽창을 따라잡기 위해 그러한 소행성 슬링샷이 백만 번은 필요할 것으로 추정된다. 이상에서 살펴본 가능한 옵션 중에서 여러 개의 소행성 슬링샷을 사용하는 것이 현재로는 가장 타당할 것으로 보인다. 하지만 미래에 우리가 거대한 우주 구조물이나 초강력 레이저 배열을 만드는 법을 배운다면 빛을 이용하는 것이 열쇠가 될 것이다. 그러나 이러한 시도들이 현재는 이론적으로만 가능하며, 또 언젠가는 기술적으로 실현 가능할지 모르지만, 태양의 파괴적인 변화에서 그래도 살아남을 수 있는 화성으로 우리 인류를 옮기는 것이 보다 쉬울 것이다. 이미 우리는 화성 표면에 착륙하여 그 표면을 여러 차례 탐사한 바가 있다. 지구를 움직이는 엄청난 일을 궁리하다 보면, 화성을 지구화하여 식민지화하고, 지구 인구를 거주할 수 있게 하는 일들이 어쩌면 그렇게 어려운 도전은 아닐지도 모른다는 생각이 들기도 한다.　　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

지난해 11월 27일 다목적 무인 탐사선 인사이트호가 화성 적도 인근 엘리시움 평원에 무사히 착륙했다. 5개월이 흐른 지난 4월 24일 미국항공우주국 제트추진연구소는 인사이트호에 탑재된 지진계에 화성 지진이 최초로 관측됐다고 공식 발표했다.화성 지진의 상세한 관측 내용은 같은 날 미국 시애틀에서 열린 미국지진학회 연례 학술대회에서 공개됐다. 당시 현장에 모인 과학자들의 얼굴은 하나같이 상기된 표정이었다. 화성 지진은 인사이트호가 화성에 도착한 지 128화성일(2019년 4월 6일)에 기록된 것이다. 1화성일은 24시간 37분 정도로 지구의 하루보다 조금 더 길다. 연구팀은 이 화성 지진과 함께 추가로 3개의 지진 추정 진동을 관측했다고 밝혔다. 공개된 지진파형에는 바람에 의해 발생한 잡음과 화성 지진의 파형, 인사이트호 움직임이 발생시킨 진동이 기록돼 있었다. 화성 지진의 파형은 P파와 S파가 명확히 구분되지 않은 산란파 형태의 40초가량의 기록이다. 지진파는 7㎐ 내외 주파수 대역에서 강한 에너지를 보였다. 이러한 산란파 형태의 지진파형은 달에서 관측되는 지진파형과 흡사하다. 하지만 화성 지진의 지진파 지속 시간은 달 지진 지진파 지속 시간보다 짧고, 지구에서 관측되는 지진의 지진파 지속 시간보다 길었다. 이는 화성의 지표 구성 물질이 달보다는 단단하지만 지구보다는 연약한 물성임을 의미한다. 지진파형의 주파수와 진폭을 볼 때 관측된 화성 지진은 미소 지진에 해당한다. 이 정도의 미소 지진은 지구에서는 관측되기 어려울 정도로 작은 지진에 해당한다. 이러한 미소 지진 관측은 큰 잡음이 발생하지 않는 비교적 조용한 환경임을 의미한다. 또 지진이 관측되었음은 화성의 지각에 응력이 작용하는 환경임을 의미한다. 화성은 행성 내부가 충분히 식어 지구에서와 같은 맨틀 대류와 판구조 운동이 없는 곳으로 알려져 있다. 따라서 화성 지진을 유발하는 응력의 주 원동력은 태양의 뜨고 짐에 따른 온도 변화와 지각 구성 물질 간의 열팽창률 차이로 이해된다. 지진계에 기록되는 배경잡음의 수준이 낮과 밤에 차이가 나는 점이 이를 뒷받침한다. 화성 지진 관측과 함께 주목되는 점은 바람에 의한 잡음 기록이다. 이것은 화성에 대기가 있고 대기의 운동이 비교적 활발함을 의미한다. 배경잡음 분석을 통해 화성 대기운동에 대한 정보도 얻을 수 있을 것으로 기대되는 대목이다. 지구 밖에서 지진이 관측된 것은 이번이 처음은 아니다. 아폴로 달탐사 프로젝트가 진행된 1969년부터 1977년까지 5대의 지진계가 달 표면에 설치되었고 수천 번의 지진이 관측됐다. 달 지진들은 운석 충돌이나 태양에 의한 지표온도 변화, 지구의 중력효과 등으로 발생했다. 달 지진 분석을 통해 달 내부 구조가 확인되었다. 최근에는 지표 근처에서 발생한 지진만을 재분석하여 달 표면에 지진을 유발하는 역단층의 존재가 확인됐다. 화성의 경우 하나의 지진계에서만 지진파형 자료가 수집되므로 달 지진 자료 분석에 비해 많은 제약이 따른다. 연구팀은 표면파의 분산과 상호 간섭 현상 분석을 통해 화성 지각구조와 구성 성분을 파악할 예정이다. 또한 앞으로 3개월마다 화성 지진파형 원자료를 공개할 방침이라고 밝혔다. 이제 전 세계 지진학자들의 다양한 연구를 통해 화성의 신비가 벗겨질 날도 머지않았다.

달은 수수께끼 행성이다. 무엇보다 위성 주제에 지나치게 크다. 지름이 지구의 27%이다. 태양계의 위성 185개 중 1위다. 2위 트리톤은 해왕성의 5.5%에 불과하다. 애초에 어떻게 탄생했을까. 학계에서 널리 받아들여지는 것은 대충돌 이론이다. 지구가 생겨난 지 1억년 뒤인 약 44억년 전 화성 크기의 원시행성 ‘테이아’가 지구와 충돌했다는 것이다. 이때 녹아 버린 충돌체와 지구의 일부가 우주 공간으로 쏟아져 나간다. 대부분은 다시 지구로 떨어져 내리지만 달 질량의 두 배가 넘는 파편이 지구 궤도에 남았다. 그 일부가 뭉쳐져 아기 달이 된다는 시나리오다. 달이 지닌 또 하나의 미스터리는 앞면과 뒷면의 지형이 전혀 다르다는 점이다. 언제나 지구를 향한 앞면에는 ‘바다’로 불리는 거대한 평원이 존재한다. 뒷면은 움푹 파인 크레이터로 덮여 있다. 1960년대 우주선이 달의 뒷면을 처음 촬영하면서 확인됐다. 이 문제를 설명하려는 이론이 2011년 발표된 ‘두 개의 달’ 가설이다. 대충돌 후 지구 궤도에 떠 있던 파편에서 또 하나의 작은 달이 형성됐다는 것이다. 작은 달은 몇천만 년 후 초속 2.4㎞로 큰 달의 뒷면에 충돌했다. 그 충격으로 지하의 마그마가 달 앞면으로 분출돼 크레이터를 메우는 바람에 평탄한 바다 지형이 생겼고, 뒷면에는 산악지대가 형성됐다는 것이다. 이것은 유력한 이론이지만 전부를 설명하지는 못한다. 2012년 미국 그레일 탐사선이 보내온 상세한 자료를 보자. 이에 따르면 뒷면은 마그네슘과 철이 풍부한 추가 지각을 지니고 있으며 앞면보다 지형이 10㎞ 이상 높다. 지각의 두께, 화학적 조성이 크게 다르다는 말이다. 이를 설명하는 추가 이론이 지난 20일 미국지구물리학협회(AGU)가 발행하는 ‘지구물리학연구저널: 행성’에 실렸다. 중국 마카오공대 연구팀의 논문을 보자. 이에 따르면 두 개의 달이 합쳐지고 지각이 단단해진 뒤에 달에 거대한 물체가 부딪쳤다. 연구팀은 360건의 컴퓨터 시뮬레이션을 가동했다. 오늘날과 같은 결과를 낳으려면 태양계가 형성된 초기에 어떤 규모의 충돌이 있어야 하는가. 그 결과 지름 780㎞의 천체가 초속 6.3㎞의 속도로 달의 측면에 충돌하는 시나리오가 가장 유력한 것으로 나타났다. 크기는 왜(난쟁이)행성 세레스보다 조금 작고 속도는 지구로 떨어지는 별똥별의 4분의1 정도에 해당한다. 지름 720㎞에 초속 6.8㎞의 충돌 역시 비슷한 결과를 내는 것으로 나왔다. 이들 시나리오에 따르면 막대한 양의 충돌 물질이 튀어 올랐다가 떨어져 내렸다. 그 결과 원시 달의 뒤편 지각은 5~10㎞ 두께의 파편으로 덮였다. 이것이 그레일 탐사선이 탐지한 추가 지각이 됐다는 것이다. 연구팀에 따르면 이 충돌체는 지구 궤도를 돌던 초기의 두 번째 달이 아니라 태양 궤도를 돌던 왜행성이어야 한다. 새로운 충돌 이론은 지구와 달 표면의 동위원소 일부가 서로 다른 이유를 잘 설명해 준다. 칼륨, 인, 텅스텐182 등의 동위원소는 달이 이미 형성된 이후에 충돌을 통해 새로 유입됐다는 것이다. 이 이론은 달뿐 아니라 화성과 같이 비대칭적 구조를 지닌 다른 행성에 대해서도 통찰력을 제공해 준다고 전문가들은 말한다. 그리고 지구에 이례적으로 물이 풍부한 것도 앞서 테이아 충돌 덕분이라고 한다. 지난 20일 독일 뮌스터대학 연구팀이 ‘네이처 천문학’ 저널에 발표한 내용을 보자. 기존 연구에 따르면 지구의 물은 수분이 풍부한 탄소질 운석 덕분일 가능성이 크다. 이런 운석은 화성 바깥의 외행성계에서 날아온다. 연구팀은 지각 아래 맨틀층의 몰리브덴 동위원소 구성비를 조사했다. 이 원소는 탄소질 운석을 확인해 주는 ‘유전적 지문’ 역할을 한다. 그 결과 맨틀의 구성비가 철질 운석과 비철질 운석의 중간에 해당하는 것으로 나타났다. 그런데 몰리브덴은 철과 잘 결합하는 성질이 있기 때문에 철로 구성된 지구의 핵에 몰려 있어야 한다. 결국 맨틀에 있는 몰리브덴은 지구가 형성된 다음 철질 운석을 통해 유입된 것이다. 이것은 테이아에서 대량으로 전해진 것이라고 연구팀은 결론지었다. 지금까지 이 원시행성은 건조한 내행성계(암석 행성) 출신으로 생각됐으나 실은 물이 풍부한 외행성계 소속이라고 한다.

멀고 먼 화성 땅에 자신의 이름을 실어 보내는 흥미로운 이벤트가 진행 중이다. 미 항공우주국(NASA)은 22일(현지시간) 2020년 화성으로 향하는 일반 대중을 대상으로 한 탑승권 발매를 시작했다고 밝혔다. 일반 여객기 탑승권과 유사한 이 탑승권은 놀랍게도 목적지가 화성의 '예제로 크레이터'다. 출발 예정일은 2020년 7월, 출발지는 미국 플로리다 케이프커내버럴 공군 기지, 탑승 로켓은 아틀라스 V-541이다. 물론 이 탑승권은 실제 사람을 화성으로 실어다주는 것은 아니다. 다만 이벤트 응모자는 자신의 이름을 첨단 실리콘칩에 새겨 화성에 보낼 수 있다. 향후 이 실리콘칩은 큐리오시티의 뒤를 이을 차세대 화성탐사로보 유리 덮개 아래에 장착될 예정이다. NASA가 야심차게 추진 중인 마스 2020은 미래의 인류가 화성을 유인 탐사하기 위한 기반을 닦는 것이 목표다. 이를 위해 탐사로보는 화성의 기후와 지질학적 특성을 규명하며 과거 미생물의 흔적을 찾을 예정이다. 토머스 주부큰 NASA 부국장은 "현재 역사적인 화성 탐사를 준비하는 단계로 모든 사람들이 이 탐험의 여정을 공유하기 바란다"면서 "향후 이웃 행성인 화성에 대한 질문과 생명체 기원에 대한 답을 얻기위한 흥미진진한 시간이 될 것"이라고 밝혔다. 　 이번 이벤트는 이 주소(https://go.nasa.gov/Mars2020Pass)를 통해 누구나 응모가 가능하다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

화성은 오늘날 춥고 건조한 행성이지만, 30-40억 년 전에는 지구처럼 바다와 강이 있는 따뜻한 행성이었다. 과학자들은 화성 탐사선과 로버가 보내온 자료를 분석해 이를 뒷받침하는 증거를 다수 발견했다. 화성이 지금처럼 건조하고 추운 행성이 된 것은 단순히 태양과의 거리가 먼 것만이 아니라 지구보다 약한 중력과 자기장 때문에 대부분의 물과 대기가 우주로 달아난 데 있다. 그렇다고 해서 현재 화성에 물이 전혀 없는 것은 아니다. 과학자들은 화성이 본래 가진 물의 80%를 잃어버렸다고 생각하지만, 아직도 상당한 양의 물이 지표 아래 존재한다고 보고 있다. 그리고 화성의 극지방에는 드라이아이스와 함께 물의 얼음 역시 존재한다. 그런데 놀랍게도 화성의 낮은 기온에도 불구하고 이 물의 일부는 수증기로 변해 결국 우주로 달아난다. 독일과 러시아의 과학자들은 이 과정을 규명하기 위해 화성 대기 중 수증기 분포를 시뮬레이션하고 이를 실제 관측 데이터와 비교해 그 과정을 규명했다. 통상적으로 화성의 대기는 너무 건조하기 때문에 대기 상층부까지 올라가는 수증기는 극소량에 불과하다. 하지만 화성 대기 중 수증기가 급격히 증가하는 시기와 장소가 있다. 바로 남반구의 여름이다. 화성 역시 지구처럼 사계절이 존재하는데, 지구와 다른 부분은 궤도가 더 길쭉한 타원형이어서 남반구의 여름이 훨씬 북반구의 여름보다 훨씬 기온이 높다는 점이다. 따라서 2년마다 화성의 남극에서 평소보다 많은 양의 수증기가 방출된다. 물론 그렇다고는 해도 지구 대기에 비해 여전히 춥고 건조하지만, 대기권 상층까지 도달하는 수증기는 증가한다. 화성에는 지구 같은 강한 자기장이 없기 때문에 여기까지 도달한 물 분자는 수소와 수산기(OH)로 분해된 후 우주로 쉽게 탈출한다. 만약에 모래 폭풍이 발생하면 미세 입자가 태양열을 더 많이 흡수해서 이 과정을 촉진할 수 있다. 이 과정이 반복되면 결국 화성의 남극에 있는 얼음도 점점 사라질 것이다. 미래의 화성은 점점 더 건조해질 것이다. 하지만 화성의 지표 아래 상당한 양의 빙하나 혹은 액체 상태의 물이 존재할 가능성은 여전하다. 미래 화성 탐사에서 가장 중요한 목표는 이 물을 찾는 것이다. 여기에 화성 생명체에 대한 단서와 미래 인류를 위한 귀중한 자원이 숨어 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

1970년 대에 지구에서 발사된 우주선들이 반세기가 지난 현재도 여전히 ​​우리 태양계 밖을 날아가고 있다. 이들 우주선이 앞으로 몇백만 년 이내에 어떤 별들을 지나칠 것인지를 밝혀낸 새로운 연구결과가 12일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 보도되어 우주 마니아들의 호기심을 자극하고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 47년 전인 1972년 3월 2일 파이오니어 10호를 발사한 데 이어, 약 1년 후에는 파이오니어 11호를 우주로 띄워보냈다. 파이오니어 10호는 우주탐사 역사상 최초로 화성과 목성 사이에 있는 소행성대를 통과한 우주선이 되었다. 파이오니어의 뒤를 이은 보이저 2호는 1977년 8월 20일에 발사되었고, 보이저 1호는 2주 뒤인 9월 5일에 우주로 떠났다. NASA의 탐사선 뉴호라이즌스 이외에 성간 우주에 도달할 수 있는 우주선으로 발사된 것은 이 보이저-파이오니어 시리즈뿐이다. 현재까지 보이저 1, 2호는 40여 년 날아간 끝에 마침내 태양계 울타리를 벗어나 성간 공간으로 진출하는 데 성공했다. 파이오니아 10, 11호와 NASA의 뉴호라이즌스 역시 항해를 계속해간다면 조만간 헬리오스피어(태양권)라 불리는 태양의 영향권을 벗어나 성간 공간으로 진출, 계속 심우주 탐사작업을 수행할 것으로 예상된다.그러나 이 우주선들은 결국 ‘죽음’을 맞게 된다. 우주선의 과학장비들을 구동하는 전력이 바닥나면 장비는 작동을 중단할 것이고, 지구와의 교신은 끊기고 말 것이다. 말하자면 우주의 미아가 되는 셈이다. 실제로 파이오니어 10호와 11호는 각각 2003년과 1995년에 최종 전파신호를 보낸 후 영원한 침묵 속으로 빠졌다. 그러나 연구원들은 이들 침묵의 우주선들이 앞으로 어떤 별들의 옆을 지나가게 될지 알 수 있는 항로를 계산해냈다. 이러한 계산은 대단히 까다로운 작업이다. 왜냐하면 지구를 떠난 우주선들이 날아가는 주위의 우주가 쉼없이 움직이고 있기 때문이다. 독일 막스플랑크 연구소의 코린 베일러-존스와 미국 캘리포니아의 NASA 제트추진연구소 지구근접물체센터의 다비데 파르노키아는 720만 개 별의 3D 위치와 3D 속도를 사용하여 우주선의 행선지를 찾아내는 데 성공했다. 이들 별의 데이터는 가이아 우주관측소가 데이터를 뽑아낸 10억 개 별들에 포함된 것들이다. ​ 새 연구에서 베일러-존스와 파르노키아는 보이저 1호가 지나칠 다음 별은 지구에서 가장 가까운 항성인 프록시마 센타우리로, 통과 시점은 약 1만 6700년 후가 될 것이라는 계산서를 뽑아냈다. 그러나 이 만남은 그리 인상적이진 않을 것으로 보인다. 보이저 1호가 프록시마 센타우리에 가장 근접하는 거리가 3.6광년이나 되기 때문이다. 지구에서는 도저히 관측하기 어려운 아득한 거리다. 현재 보이저 1호와 해당 별과의 거리가 4.24광년으로 그다지 차이나지 않는다. (지구의 태양과 프록시마 센타우리 별 사이의 거리가 4.24광년이다) 비록 보이저가 총알 속도의 17배인 초속 17㎞로 40년 이상을 날아갔지만 빛으로는 약 하루 거리에 불과할 뿐이다.보이저 2호와 파이오니어 11호의 다음 행선지도 역시 프록시마 별이지만, 파이오니아 10호의 행선지는 안드로메다자리의 조그만 별 로스(Ross) 248로, 지구로부터 10.3광년 거리에 있는 별이다. 우주선들의 이러한 행선지 접근은 그다지 흥미를 끌지 않을 수도 있다. 접근 거리가 너무 멀기 때문이다. 그러나 베일러-존스와 파르노키아는 우주선이 우리 태양계 바깥의 별들과 놀랄 만큼 가까이 접근하게 될 사례를 예측했다. 예컨대, 보이저 1호는 30만 2700년 후 태양으로부터 약 46.9광년 떨어진 TYC 3135-52-1 별에 매우 근접한다. 우주선은 이 별에 1광년 이내의 거리까지 접근하게 되는데, 이는 곧 이 별의 외부를 둘러싸고 있는 소행성 층인 오르트 구름을 관통한다는 뜻이다. 또한 보이저 1호는 태양으로부터 520광년 떨어진 가이아 DR2 2091429484365218432 별을 1.27광년 이내까지 접근할 것으로 밝혀졌다. 이것이 얼마나 가까운 접근인가는 프록시마 센타우리까지의 거리가 4.24광년이라는 것을 떠올려보면 실감할 수 있다. 보이저 1호는 앞으로 340만 년 후 이 별 옆을 지나갈 것이다. ‘오우무아무아'(Oumuamua)라고 불리는 신비로운 성간 천체의 기원과 미래의 목적지를 추적하는 이전 작업에서 영감을 받아 이 연구에 착수하게 되었다고 밝히는 베일러-존스는 “대부분 재미있었지만, 그것은 또한 우주선이 달성한 속도(태양 기준 상대 속도로 약 15㎞/s)로 가까운 별에 도달하는 데 얼마나 걸릴까 인식하게 되는 것에 의미를 찾을 수 있다”고 지적하면서 이렇게 덧붙였다. “가장 가까운 별에 가는 데만도 수십만 년이나 수백만 년이 걸리기 때문에 인간의 한 생애 내에 이들 별을 탐사하기 위해서는 우주선 속도를 비약적으로 높이지 않으면 안된다는 사실을 확인할 수 있었다.” 이 연구는 IOP사이언스 저널에 4월 5일자로 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

지난해 11월 26일 화성 적도 인근 엘리시움 평원(Elysium Planitia)에 무사히 착륙해 탐사를 이어가고 있는 인사이트호가 2번째 셀카를 공개했다. 지난 7일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 현재 화성 내부 구조를 탐사 중인 인사이트의 최근 모습을 사진으로 공개했다. 이 사진은 지난 3월 15일과 4월 11일 인사이트의 로봇팔에 탑재된 IDC 카메라로 촬영한 총 14장의 이미지를 합성해 만든 것이다. 흥미로운 점은 지난해 12월 12일 공개된 인사이트의 첫번째 셀카와의 차이다. 당시 사진을 보면 인사이트의 전체적인 모습은 '신병'의 모습처럼 깨끗하다.그러나 몇 달 지난 최근 모습은 그간의 고생 흔적이 고스란히 담겨있다. 먼저 에너지를 얻기위해 활짝 펼친 태양 패널은 과거와 달리 얇은 층의 회색 먼지가 덮여있다. 또 가운데 부분이 허전해 보이는데 이는 주요 두 장비인 SEIS 초감도 지진계와 지열측정 장비인 HP3가 배치됐기 때문이다.인사이트 프로젝트팀 랄프 로렌즈 박사는 "패널에 먼지가 쌓였다고 해서 전력 생산에 별다른 영향을 주지않는다"면서 "오히려 화성의 바람이 얼마나 강한지, 또 얼마나 많은 먼지를 일으키고 있는지 이해하는데 좋은 데이터를 준다"고 설명했다. 앞서 지난달 6일 인사이트는 화성 지진(marsquake)일 가능성이 큰 희미한 진동을 처음으로 포착하는데 성공했다. 아직까지 전문가들은 이 현상을 지진이라고 판정 내리지 않았지만, 만약 지진으로 확정되면 화성이 지질학적으로 살아있다는 것을 입증하는 큰 성과가 된다. 한편 인사이트의 미션은 과거 다른 화성 탐사로봇과 달리 한 단계 더 들어간다. 이제까지의 탐사로봇들이 주로 화성 지표면에서 생명의 흔적을 찾는 임무를 수행했다면 인사이트는 '땅파기'를 통해 화성 내부를 들여다 볼 계획이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

많은 과학자들이 지구 이외의 행성에서 물의 흔적을 찾는다. 물이 생명의 근원이 되기 때문에 물이 있다는 것은 다른 외계 생명체 존재 가능성을 암시하는 것일 뿐만 아니라 지구에 존재하는 많은 물의 기원과 지구 생성 과정을 예측할 수 있게 해준다. 미국 애리조나주립대 지구·우주탐험학부 연구진이 일본의 소행성탐사선 ‘하야부사1호’에서 채취된 소행성 ‘이토카와’(Itokawa)의 샘플에서 물을 처음으로 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 2일자에 발표했다. 이번 연구를 통해 지구 생성 초기 이토카와와 비슷한 소행성과 충돌한 것으로 알려지면서 지구에 바다를 비롯한 많은 물이 생성된 원인을 추측할 수 있게 만들어 주고 있다고 과학자들은 평가하고 있다. 이번 연구에 활용된 이토카와(소행성 25143)의 암석 샘플은 2003년 발사된 ‘하야부사 1호’가 2010년 지구로 복귀할 때 갖고 온 미립자 1500여개 중 5개이다. 이토카와는 일본 우주개발 아버지로 알려진 이토카와 히데오의 이름을 딴 소행성으로 길이는 약 540m에 폭은 210~270m로 두 개의 돌덩어리가 붙어있는 듯한 형상이다. 모(母)천체가 다른 소행성과 충돌해 깨지면서 파편이 모여 형성된 것으로 알려져 있으며 지구와 화성 사이 궤도18개월 주기로 돌고 있다.연구팀은 하아부사 1호가 갖고 들어온 암석 샘플 중 규산염 광물인 ‘휘석’에 주목했다. 일반적으로 규산염 광물인 휘석에는 물과 탄소가 풍부한 것으로 알려져 있기 때문에 이토카와에서 채취한 휘석에서도 물의 흔적이 있을 것이라고 예상하고 어느 정도 물을 함유하고 있는지를 찾아나선 것이다. 연구팀은 사람의 머리카락 굵기 절반 정도의 샘플을 분석하기 위해 작은 광물 알갱이를 정밀 측정할 수 있는 나노스케일의 2차이온 질량분석기를 활용했다. 분석 결과 태양계 주변을 돌거나 외계에서 날아온 다른 소행성들이나 다른 태양계 행성에 비해 다소 많은 양의 물을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 이토카와처럼 ‘S형 소행성’이나 이들의 모체가 현재와 같은 지구를 만든 중요한 물과 다양한 원소들의 공급원이었을 것으로 연구팀은 해석했다. 연구를 이끈 지리앙 진 박사(우주화학)는 “이번 연구도 그렇지만 태양계 형성 과정과 그 비밀을 풀기 위해서는 소행성을 잘 살펴볼 필요가 있다”라며 “이토카와에서 예상 밖에 많은 양의 물 흔적이 발견된 만큼 다른 외행성이나 소행성들에도 상당한 양의 물이 존재했거나 존재할 것으로 본다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

머나먼 화성 땅에서 영면에 들어간 탐사로봇 오퍼튜니티(Opportunity)가 15년 간 '굴러온 길'이 이미지로 공개됐다. 지난 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 오퍼튜니티의 고단했던 탐사 경로 지도를 홈페이지에 공개했다. 화성판 ‘월-E’라고 불릴만큼 그간 묵묵히 자신의 임무를 수행해왔던 오퍼튜니티는 지난 2004년 1월 24일 밤 화성 메리디아니 평원에 위치한 이글 크레이터 인근에 착륙했다.화성에 먼저 도착했던 대선배 소저너(Sojourner·1997년)와 20일 먼저 도착한 쌍둥이 형제 스피릿(Sprit)에 이어 사상 3번 째. 그러나 두 로봇이 착륙 후 각각 83일, 2269일 만에 작별을 고한 반면 오퍼튜니티는 예상을 훌쩍 뛰어넘어 지구 시간으로 15년 간 화성에서 활동했다. 흥미로운 점은 오퍼튜니티의 당초 기대수명이 90솔이라는 점. 솔(SOL)은 화성의 하루 단위으로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다. 결과적으로 오퍼튜니티가 머나먼 화성 땅에서 예상보다 60배나 넘게 일한 것이다. 　그러나 오퍼튜니티의 생명도 화성의 모래폭풍에 사그라졌다. 지난해 5월 말 부터 불어온 화성의 강력한 모래폭풍 탓에 오퍼튜니티는 지난해 6월 10일 통제센터에 마지막 신호를 보낸 뒤 연락이 끊겼다. 당초 NASA 측은 오퍼튜니티가 모래폭풍으로 태양 빛이 차단돼 에너지원이 사라지자, 전력소모를 줄이기 위해 스스로 휴면상태에 들어간 것이라고 밝힌 바 있다. 그리고 지난 2월 12일 오후 NASA는 오퍼튜니티에 마지막 교신을 시도했지만 메시지를 받지못하자 결국 공식적으로 사망을 선고했다. 곧 사망 날짜는 이날, 무덤이 된 장소는 인내의 계곡(Perseverance Valley)인 셈이다. NASA에 따르면 그간 오퍼튜니티가 굴러다닌 거리는 총 45.16㎞다. 물론 오퍼튜니티가 화성 땅에 그냥 굴러만 다닌 것은 아니다. 그간 자신의 셀카를 포함 총 22만 5000장의 사진을 지구로 보내왔으며 이 데이터를 바탕으로 전문가들은 고대 화성에 물이 존재했다는 지질학적 증거를 찾아냈다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

일본의 탐사선 하야부사2가 소행성 ‘류구’(龍宮)에 폭발물을 떨어뜨리는 모습이 영상으로 공개됐다. 지난 21일 일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 하야부사2가 류구 표면 기준 500m 위에서 폭발물을 떨어뜨리는 모습을 트위터에 공개했다. JAXA에 따르면 지난 5일 하야부사2는 류구의 적도 부근에 2㎏짜리 원반형태의 구리 포탄을 초당 2㎞ 속도로 떨어뜨리는데 성공했다. 이 충격으로 암석이 사방으로 튀면서 류구에 직경 수m의 인공 분화구가 생성됐다. 물론 소행성에 인위적인 구멍을 뚫는 이유는 있다.JAXA 측은 원초세계인 소행성에서 생명의 흔적을 찾고있는데 이를 위해 내부의 샘플 채취가 필수다. 다음달 JAXA는 하야부사2를 이곳 분화구 주변에 착륙시켜 암석과 모래 등을 채취할 계획으로, 탐사선이 소행성에 구멍을 내고 착륙까지 시도하는 것은 이번이 처음이다. 　 한편 수많은 바위와 돌로 가득한 류구는 지구에서 화성 쪽으로 2억8000만㎞ 떨어진 곳에 위치해 있다. 지름은 870m, 공전주기는 475일, 자전주기는 7.5시간이며 태양계 형성 당시의 물질이 고스란히 남아있을 것으로 추정돼 연구가치가 매우 높다.우리말로 ‘송골매’라는 뜻을 가진 하야부사 2호는 세계 처음으로 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 가져온 하야부사의 문제점을 보완, 개발해 지난 2014년 12월 발사됐다. 특히 하야부사 2호는 이번처럼 류구 표면의 물질을 채취하고서 2020년 말 지구로 귀환하는 임무를 수행할 예정이다. 왕복으로 총 52억㎞에 달하는 대장정이다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

죽은 행성으로 알려졌던 화성이 땅 속에서 꿈틀거리고 있음이 최초로 탐지되었다. 이른바 화성의 지진으로 예측되는 현상이 지난 6일 미 항공우주국(NASA)의 화성 착륙선 인사이트의 지진계에 잡혔다고 24일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 인사이트는 화성의 굳은 표면 아래 움직임을 감지했다는 데이터를 수백 만㎞ 떨어진 곳에서 전송해왔다. NASA의 과학자들은 아직까지 이 현상을 지진이라고 판정 내리지는 않았지만, 화성의 지진파가 화성 내부를 달리는 것을 탐지하는 것은 인사이트의 화성 미션 중 가장 핵심적인 과학목표 중 하나이다. 지진계 수석 연구원인 프랑스우주국 소속 필리페 로뇽은 “우리는 최초의 지진 탐지를 위해 몇 달을 기다렸다. 화성이 여전히 지진학적으로 활동적이라는 증거를 얻은 것은 너무나 흥미로운 일”이라고 밝혔다.과학자들은 화성이 지구처럼 지진을 일으키는 지각판을 갖고 있지 않기 때문에 그리 많은 지진이 있을 것으로는 생각하지 않았다. 그러나 천체의 완만한 냉각으로 인한 스트레스가 행성 내부에 전해져 간헐적인 지진은 일어날 수 있을 것으로 예측했다. 지금 그들은 그 첫번째 증거를 잡은 것이다. ​ 인사이트 팀은 화성이 지진계에 기록을 남길 만한 큰 지진 활동이 있으리라고 생각치 않았다. 이에 연구팀은 지진 데이터를 확보하기 위해 여러 가지 방법을 동원하고 있다. 예컨대, 인사이트는 두더쥐라는 별명을 가진 장비를 장착하고 있는데, 이 기기는 운석의 충돌시 온도와 화성 지하의 온도를 재는 열탐침을 추적할 수 있다.과학자들은 오래 전부터 다른 행성에 지진계를 설치한다는 아이디어에 매료되어 왔다. 1970년대 NASA의 화성 탐사선 바이킹 또한 지진계를 가지고 있었지만 그 장비는 늦게 추가되어 착륙선에 단순히 부착돼 어떠한 의미있는 신호도 찾을 수 없었다. 그에 반해 인사이트는 지진계를 화성 지표에 직접 배치함으로써 아폴로 우주 비행사가 달 표면에 배치한 지진계의 계보를 이은 것이라 할 수 있다. NASA 제트추진연구소 브루스 배너트 수석 조사관은 “인사이트의 첫 번째 판독은 아폴로 미션에서 시작된 과학을 계속 수행하는 것"이라면서 "우리는 지금까지 배경소음만을 수집해왔지만 이 첫 번째 작업은 새로운 분야인 화성 지진학의 공식적인 출발을 뜻한다"고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com