“케플러는 우리가 밤하늘을 바라보는 방식을 바꿨습니다.”미국항공우주국(NASA)이 2009년 발사해 지난 9년간 2600개 이상의 외계행성을 찾아낸 ‘케플러’ 우주망원경이 공식 은퇴한다. 케플러보다 2년 앞서 발사된 인류 최초의 소행성 탐사선 ‘돈’도 연료가 고갈돼 같은 절차를 밟게 될 전망이다. 30일(현지시간) 로스앤젤레스타임스(LAT) 등 미 언론에 따르면 NASA의 천체물리학 부문 책임자인 폴 허츠는 워싱턴DC 본부에서 “케플러는 우주 탐사의 새 시대를 열었고, 인류를 새롭게 정의했다”면서 “연료가 바닥 난 상황이라 다음주 안에 송신기를 끄라는 명령을 전달할 예정”이라고 밝혔다. 일명 ‘행성 사냥꾼’이란 별칭이 붙은 케플러는 현재까지 발견된 외계행성의 70%가량인 2681개를 찾아냈다. 이를 통해 우리 은하의 모든 별이 적어도 한 개 이상의 행성을 갖고 있다는 점을 알게 됐다. 케플러가 발견한 행성 10여개는 생명체가 거주할 수 있는 이른바 ‘골디락스’ 영역에 위치한 지구 크기 암석형 행성이다. 이 중 ‘케플러-22b’는 지구보다 크지만 해왕성보다 작은 슈퍼지구급으로 생명체 존재 가능성이 높은 곳으로 꼽힌다. 소행성 탐사선 돈은 2007년 9월 델타Ⅱ 중형 로켓에 실려 발사된 뒤 2011년 7월 화성과 목성 사이의 소행성 벨트에서 질량이 가장 큰 소행성인 ‘베스타’에 도착했다. 이듬해 9월까지 1년여간 궤도를 돌다 왜행성 ‘세레스’로 옮겨 2015년부터 탐사해왔다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

“케플러는 우리가 밤하늘을 바라보는 방식을 바꿨습니다.” 미국항공우주국(NASA)이 2009년 발사해 지난 9년간 2600개 이상의 외계행성을 찾아낸 ‘케플러’ 우주망원경이 공식 은퇴한다. 케플러보다 2년 앞서 발사된 인류 최초의 소행성 탐사선 ‘돈’도 연료가 고갈돼 같은 절차를 밟게 될 전망이다. 30일(현지시간) 로스앤젤레스타임스(LAT) 등 미 언론에 따르면 NASA의 천체물리학 부문 책임자인 폴 허츠는 워싱턴DC 본부에서 “케플러는 우주 탐사의 새 시대를 열었고, 인류를 새롭게 정의했다”면서 “연료가 바닥 난 상황이라 다음주 안에 송신기를 끄라는 명령을 전달할 예정”이라고 밝혔다. 태양에서 약 1억 5000만㎞ 떨어진 궤도에서 지구를 따라 돌고 있는 케플러는 이제 어두운 우주 궤도를 떠돌며 영면에 들게 된다. 일명 ‘행성 사냥꾼’이란 별칭이 붙은 케플러는 현재까지 발견된 외계행성의 70%가량인 2681개를 찾아냈다. 이를 통해 우리 은하의 모든 별이 적어도 한 개 이상의 행성을 갖고 있다는 점을 알게 됐다. 케플러가 발견한 행성 10여개는 생명체가 거주할 수 있는 이른바 ‘골디락스’ 영역에 위치한 지구 크기 암석형 행성이다. 이 중 ‘케플러-22b’는 지구보다 크지만 해왕성보다 작은 슈퍼지구급으로 생명체 존재 가능성이 높은 곳으로 꼽힌다. 케플러의 뒤를 잇는 우주망원경 ‘테스’는 지난 4월 발사돼 가동 중이다. 소행성 탐사선 돈은 2007년 9월 델타Ⅱ 중형 로켓에 실려 발사된 뒤 2011년 7월 화성과 목성 사이의 소행성 벨트에서 질량이 가장 큰 소행성인 ‘베스타’에 도착했다. 이듬해 9월까지 1년여간 궤도를 돌다 왜행성 ‘세레스’로 옮겨 2015년부터 탐사해왔다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

지난달 13일(현지시간) 유럽우주국(ESA)이 운영하는 화성탐사선 마스 익스프레스(Mars Express)가 화성의 신비로운 모습을 촬영해 관심을 모았다. 화성에 위치한 거대 화산인 아르시아 몬스(Arsia Mons) 20㎞ 상공 위에서 거대한 띠가 포착됐기 때문이다. 무려 1500㎞ 길이로 펼쳐진 이 현상을 놓고 화산이 폭발한 것이 아니냐는 주장도 제기됐으나 그 정체는 곧 밝혀졌다. 바로 구름이라는 것. 미국 행성 과학 연구소(Planetary Science Institute) 엘다 노우 도브리 박사는 "이는 화산폭발로 인한 것이 아니라 단순한 구름일 뿐"이라면서 "마스 익스프레스는 메탄, 이산화황 등 가스를 감지할 수 있다"고 설명했다. 　 그렇다면 이렇게 거대한 구름은 어떻게 생성된 것일까? ESA는 이를 지형성 상승으로 해석했다. 거대 화산인 아르시아 몬스의 지표가 높기 때문에 그 위로 기류가 올라가면서 응결 현상이 일어나 구름이 발생했다는 설명으로 지구에서도 자주 일어나는 기상현상이다. 태양계에서도 손꼽히는 거대 화산인 아르시아 몬스는 높이가 19㎞, 지름은 430㎞이며 산 정상의 분화구 칼데라는 지름이 약 110㎞에 달한다. 이에반해 지구에서 가장 큰 화산인 하와이섬의 마우나로아의 경우 해발 4169m지만 해저 바닥을 기준으로 하면 10㎞ 정도다. 태양계에서 가장 큰 화산은 화성의 올림푸스 몬스(Olympus Mons)로 높이가 무려 25㎞다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

먼 우주 화성에서 수면모드에 들어간 상태로 신호가 끊긴 탐사로봇 오퍼튜니티(Opportunity)에 사실상 ‘사망선고’가 내려질 것으로 보인다. 화성에서 14년 째 탐사를 이어가던 오퍼튜니티는 지난 5월 말부터 화성에 불어온 거대한 모래폭풍을 만난 뒤 신호가 사라졌다. 당시 모래폭풍은 화성의 4분의 1 가량을 뒤덮을 만큼 강력했고, 이 탓에 오퍼튜니티는 지난 6월 10일 통제센터에 마지막 신호를 보낸 뒤 소식이 잠잠했다. NASA 측은 오퍼튜니티가 모래폭풍으로 태양 빛이 차단돼 에너지원이 사라지자, 전력소모를 줄이기 위해 스스로 휴면상태에 들어간 것이라고 밝힌 바 있다. 지난 9월말 경 화성의 모래폭풍이 완전히 가라앉고 대기가 깨끗해지자, NASA 측은 오퍼튜니티를 깨우기 위한 작업에 본격적으로 착수했다. 약 6주간 오퍼튜니티에 지속적으로 신호를 보내는 동시에, 오퍼튜니티가 보내는 신호를 받으려는 시도가 이어졌다. 하지만 과학자들의 노력은 더 이상 이어지지 않을 것으로 보인다. NASA 행성과학부(Planetary Science Division) 소속 로리 글레이즈 박사는 “오퍼튜니티를 깨우기 위해 지속적으로 신호를 보내는 일을 곧 멈출 것”이라고 밝혔다. 이어 “오퍼튜니티가 재가동되기 위해서는 많은 에너지가 필요하지만, 배터리(에너지)를 얻기에는 기온이 지나치게 낮다”면서 “앞으로 1~2주 정도만 더 시도해본 뒤 (반응이 없다면) 오퍼튜니티를 깨우는 작업을 중단할 것”이라고 덧붙였다. NASA의 과학자들은 남은 시간동안이라도 오퍼튜니티를 깨우기 위해 최선을 다하겠다는 입장을 내비쳤다. NASA 제트추진연구소의 마이크 슈타브 박사는 “최근 며칠 간 (오퍼튜니티를 떠올리면) 마음이 롤러코스터를 탄 것 같았다”면서 “우리는 우리가 믿는 것이 옳다고 생각하고 할 수 있는 노력을 다 할 것”이라고 밝혔다. 한편 오퍼튜니티는 2004년 1월 24일 밤 화성 메리디아니 평원에 도착한 뒤 14년 간 화성의 곳곳의 모습과 생태를 생생하게 전달하는 기념비적인 역할을 수행했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

-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

서류가방만 한 크기의 초소형 인공위성 2대가 머나먼 화성을 향해 순항 중이다. 지난 23일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 쌍둥이 큐브샛(CubeSat) 중 한 대가 화성의 모습을 촬영했다고 밝혔다. 심연의 우주 속에 작은 점으로 보이는 화성이 인상적인 이 사진은 지난 3일 화성과 1280만㎞ 떨어진 거리에서 촬영된 것이다.이번 쌍둥이 큐브샛의 우주 탐사는 새로운 도전이라고 여겨질 만큼 의미가 있다. 지난 5월 NASA는 아틀라스V 로켓에 화성착륙선인 인사이트(InSight)를 실어 발사했다. 인사이트는 사상 최초로 화성의 지진 활동 및 지열을 확인할 수 있는 관측 장비가 탑재돼 있는 탐사선으로 향후 화성의 내부 비밀을 풀어줄 것으로 기대된다. 흥미로운 점은 인사이트 안에 작은 큐브샛 2대가 실려 있었다는 사실로, 지난 8월 탐사선에서 분리돼 화성으로 날아가고 있다. 이 큐브샛의 이름은 각각 마르코-A와 마르코-B로, NASA 연구자들이 부르는 별칭은 애니메이션에서 따온 이브(EVE)와 월-E(Wall-E)다. 무게가 13.5㎏에 불과한 이 초소형 위성은 항법장치와 안테나·카메라·태양전지판·배터리 등 필수적인 인공위성 기능은 모두 갖췄다. 그렇다면 NASA는 왜 이렇게 작은 큐브샛을 화성에 보내는 것일까? 지구와 화성은 자전과 먼 거리 때문에 데이터를 안정적으로 주고받기 어렵다. 이를 해결하기 가장 좋은 방법은 지구처럼 화성에도 여러 대의 인공위성을 띄우면 되지만 우리 돈으로 대당 5000억원 이상이나 드는 막대한 비용이 문제다. 이에 반해 큐브샛은 2억원 정도면 제작부터 발사까지 가능해 비용이 발목을 잡을 일이 없다. 이번에 이브와 월-E의 임무는 인사이트가 화성 지표로 하강하는 과정의 정보를 화성정찰위성(MRO)에 보내는 것이다. MRO는 이를 다시 지구로 중계할 예정으로 그 시기는 11월 말이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

서류가방만한 꼬마 인공위성이 목적지인 화성의 모습을 촬영해 지구로 전송했다. 23일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 쌍둥이 큐브샛(CubeSat)인 마르코-B(MarCO-B)가 목적지인 화성의 모습을 촬영했다고 보도했다. 이 사진은 지난 3일 마르코-B가 화성과 1280만㎞ 떨어진 거리에서 촬영한 것으로 멀리 점으로 보이는 것이 바로 화성이다. 화성의 생생한 모습을 사진으로 전하는 NASA가 이렇게 '작은 점' 사진을 공개하는 이유는 있다. 지난 5월 NASA는 아틀라스 V 로켓에 화성착륙선인 인사이트(InSight)를 실어 발사했다. 인사이트는 사상 최초로 화성의 지진 활동 및 지열을 확인할 수 있는 관측 장비가 탑재돼있는 탐사선으로 향후 화성의 내부 비밀을 풀어줄 것으로 예상된다. 흥미로운 점은 인사이트 내부에 36.6x24.3x11.8cm 정도의 작은 큐브샛 2대가 실려있다는 사실이다. 이 큐브샛의 이름은 각각 마르코-A와 마르코-B로, NASA 연구자들이 부르는 별칭은 인기 애니메이션에서 따온 이브(EVE)와 월-E(Wall-E)다. NASA가 이렇게 작은 큐브샛을 화성에 보낸 이유는 한마디로 '돈'과 관계가 있다. 지구와 화성은 자전과 먼 거리 때문에 데이터를 안정적으로 주고받기 어렵다. 이를 해결하기 가장 좋은 방법은 지구처럼 화성에도 여러 대의 인공위성을 띄우면 간단하지만 우리 돈으로 대당 5000억 원 이상이나 드는 막대한 비용이 발목을 잡는다. 현재 NASA는 화성궤도를 도는 화성정찰위성(MRO)이 이 역할을 하지만 한 대에 불과하고 고장나면 대안도 없다. 이번에 마르코-A와 B는 인사이트가 화성 지표로 하강하는 과정의 정보를 MRO로 보내고, MRO는 이를 다시 지구로 중계할 예정이다. 큐브셋은 이미 지구 궤도에서는 여러 차례 그 성능이 입증됐는데 만약 이번에 화성에서도 안정적으로 통신할 수 있는 것이 확인된다면 비용은 획기적으로 준다. 마르코의 제작 비용은 발사 비용까지 합쳐도 우리 돈으로 수억 원에 불과하다. 당초 큐브샛은 학생들에게 위성에 관해 교육하기 위해 개발됐으나 현재는 선박의 항로부터 기후 변화에 이르는 각종 자료를 수집해 제공하는 중요한 우주기술로 자리를 잡았다. 마르코와 화성착륙선 인사이트의 화성 도착 예정 시간은 오는 11월 말이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주 화성에 생명체가 존재하기에 적합한 양의 산소가 존재할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국항공우주국(이하 NASA)의 제트추진연구소 소속 이론물리학자인 블라다 스타멘코비치 박사 연구진은 화성의 지하에 고농도의 소금이 녹아 있는 지하수가 존재하며, 이 지하수에는 미생물이나 해면동물이 생존하기에 충분한 산소가 녹아있다는 사실을 확인했다. 일반적으로 지구의 대기는 산소가 21% 정도로 호흡 시 산소를 필요로 하는 생물에게 문제가 없지만, 화성 대기에는 산소가 0.14%에 불과해 미생물이나 해면동물 등도 생존하기 어려운 환경으로 추정돼 왔다. 하지만 NASA의 화성탐사 로버인 큐리오시티가 화성 표면에서 산화망간(산소와 망간의 화합물)을 발견했고, 산소가 일정량 이상 있어야 생성되는 산화망간의 존재가 확인되자 연구진은 화성에도 생명체가 살아가기에 충분한 산소가 있을지 모른다는 기대를 품게 됐다. 연구진은 극저온의 기온에서 산소가 짠 물에 용해되는 컴퓨터 모델, 그리고 지난 2000만 년 전과 향후 1만 년의 기후변화에 관한 모델을 종합해 분석했고, 이를 통해 산소를 많이 품고 있는 지역을 추정해냈다. 그 결과 고농도의 소금과 산소가 녹아있는 물이 존재할 가능성이 가장 높은 지역은 화성의 극지방인 것으로 나타났다. 연구진은 “큐리오시티 등 화성탐사를 통해 확인된 화성의 짠 지하수는 영하 195~영하 20도의 극저온에서도 물이 얼지 않으며, 액체 상태로 존재하는 물은 미생물 등 생명체에게 산소를 공급하기에 매우 적합한 환경”이라고 설명했다. 이어 “일부 화성 지하에 있는 짠 물의 산소 농도는 해면과 같은 원시 다세포 생물이 살아갈 수 있을 정도”라면서 “이번 연구결과는 화성에 생명체가 존재한다는 것을 입증하지는 않지만, 생명체 존재 가능성에 대한 인류의 이해를 바꿔놓을 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 지구과학 분야 유력 학술지인 ‘네이처 지오사이언스‘(Nature Geoscience) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

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

우주굴기에 더욱 박차를 가하고 있는 중국이 최초로 화성에서의 삶을 엿볼 수 있는 시뮬레이션 기지를 공개했고 중국 관영 중앙방송(CCTV)이 보도했다. 중국은 2020년 무인 화성탐사선을 발사하고, 2021년에 화성에 도달해 첫 탐사 임무를 시작한 뒤 2028년에 두 번째 탐사에 나설 것이라고 밝힌 바 있다. 이와 관련해 우주항공 분야에 대규모 투자를 단행하며 우주굴기를 이어가고 있으며, 최근에는 우주비행사들이 화성에 도착한 뒤 탐사 임무를 시행하면서 머물 기지의 시뮬레이션 버전을 공개했다. 중국이 6100만 달러(한화 약 687억 4700만 원)를 들여 제작한 시뮬레이션 기지는 중국 남서부 간쑤성(省) 진창시(市)에서 40㎞ 떨어진 고비 사막에 자리 잡았다. 매우 건조한 기후와 지형을 가진 고비 사막은 실제 화성의 환경과 비교적 유사하며, 고비 사막에 지어진 시뮬레이션 기지는 화성탐사를 이어갈 우주비행사들이 머물 주택시설과 현지 탐사를 위한 연구시설의 실제 모습을 고스란히 본 땄다. 대체로 화성 탐사에 많은 관심을 보이는 일반인에게 볼거리와 체험현장을 제공할 것으로 보인다. 화성 시뮬레이션 기지의 대변인인 톈 루센은 “이 기지는 여러 구역으로 나뉘어져 있으며 우리가 화성에 도착한 뒤 척박한 환경에서 어떻게 살아남을지를 보여줄 것”이라고 설명했다. 이어 “특히 이 시뮬레이션 기지는 어린 학생들에게 화성에서의 삶을 경험해볼 수 있는 기회를 제공할 것”이라고 기대했다. 이와 관련해 CCTV는 “고비 사막에 세워진 이 기지는 중국 최초로 우주항공과 관련한 교육 및 여행, 문화 체험 등을 실시할 수 있는 최초의 장소로 꼽힌다”고 보도했다. 한편 중국은 화성 탐사에 앞서 달 탐사에 더욱 열을 올리고 있다. 중국과학원은 오는 12월 달 탐사선 창어(嫦娥) 4호를 발사해 인류 최초로 달 반대편에 착륙시킬 계획이라고 발표했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

다국적 탐사선 베피콜롬보(BepiColombo)가 태양에서 가장 가까운 수성으로 출발한다. 태양계의 가장 안쪽에 자리잡고 있는 수성으로의 여정은 생각처럼 간단치가 않다. 모두 9차례 행성 플라이바이(중력도움)를 거치는 복잡한 비행 경로를 따라 7년 동안 총 90억km를 날아가야 하는 노선으로, 유럽우주국(ESA)의 ESOC 미션 컨트롤 센터에서 지금까지 경험한 것 중 가장 까다로운 우주여행이 될 것으로 예상된다. 지구를 한 바퀴, 금성을 두 바퀴 돈 다음 다시 수성 주위를 6번 돌아 궤도에 안착하는 방식이다. 인류의 세번째 수성 탐사선으로 기록될 베피콜롬보는 일본항공우주연구개발기구(JAXA)와 ESA가 공동 개발한 탐사선으로, 오는 20일 프랑스령 기니 우주센터에서 아리안 로켓에 실려 발사될 예정이다. 베피콜롬보는 하나의 우주선으로 수성 궤도를 향해 7년 동안 날아간 뒤 수성 근처에서 두 개의 관측 위성으로 분리돼 3년 동안 각자 임무를 수행한다. 하나는 수성행성궤도선(MPO)으로 수성 상공 최대 1500km에서 표면을 관측하고, 일본의 수성자기권궤도선(MMO)은 최대 1만1800km 상공에서 수성의 자기장과 입자를 측정한다. 베피콜롬보는 오늘날 널리 쓰이는 우주 탐사선의 항법을 개발한 20세기 이탈리아 과학자 주세페 베피 콜롬보의 이름을 땄다. 중력도움으로 알려진 이 항법은 행성의 중력을 이용해 진로를 바꾸거나 속력을 얻는 ‘행성궤도접근통과(Fly-by)’ 기술이다. 베피콜롬보도 7년에 걸쳐 총 9번 이 기술을 이용해 천천히 수성에 접근해 수성 주변을 타원형으로 돌면서 1~2년에 걸쳐서 탐사한 뒤 서서히 고도를 낮춰 수성 표면에 충돌할 것으로 예상된다. 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. 베피콜롬보 과학연구담당 엘리자베스 태스커 JAXA 태양계 과학부 교수는 “작은 행성에 어떻게 자기장이 존재하는지, 왜 남북극의 자기장에 차이가 나는지, 희박한 대기에 어떻게 소듐(나트륨) 같은 무거운 원소가 많은지 등 여러 천문학 난제를 풀 수 있을 것”이라고 자신했다. 오는 20일로 발사 일정이 잡힘에 따라 ESA의 미션팀은 태양계의 가장 작고 탐사가 덜된 암석 행성인 수성에 대한 탐사 임무에 나서기 위해 바쁜 일정을 보내고 있다. 먼저 미션팀은 베피콜롬보의 독특하고 복잡한 경로를 시뮬레이션하는 데 수 개월을 보냈다.그들은 12시간 교대로 우주선의 다양한 발사 및 초기 임무 프로세스와 기동을 실시간으로 연습해 가능한 모든 상황에 대비하고 있다. ESA에서 제작한 MTM(Mercury Transfer Module)은 태양전기 추진장치와 중력도움의 조합으로 인공위성을 수성까지 수송한다. 2025년 극한의 행성에 도착한 후에는 수성의 조성, 밀도, 자기장 및 대류권에 관한 데이터를 수집하고, 태양풍과의 상호작용을 탐색하는 궤도에서 적어도 1년을 보낸다. 유럽 과학자들은 베피콜롬보가 태양의 강력한 중력을 뿌리치고 수성에 도달해야 하는 이번 행성 프로젝트를 지금까지 우주선들이 수행한 미션 중 가장 야심찬 미션으로 꼽고 있다. 태양의 거대한 중력장은 엄청난 중력을 발휘하기 때문에 우주선이 수성 가까이 접근하면 가파른 중력의 우물 속으로 떨어지는 것을 의미하므로, 탐사선이 이 거대한 별의 중력 우물에 빠지지 않고 최종 목적지인 수성까지 가는 것은 엄청난 어려움을 극복하지 않으면 안된다. 과연 베피콜롬보가 이런 어려움들을 극복하고 수성의 비밀을 밝혀줄 것인지, 지구 행성인들의 관심이 집중되고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　​

‘STEAM과학으로 융합을, 창의적 상상으로 미래를!’ 경기도 과천시는 오는 14일 과천 중앙공원 일원에서 ‘제17회 토리아리 과학축제’를 개최한다고 10일 밝혔다. 어린이와 청소년에게 다양한 융합과학 체험활동을 통해 과학적 상상력과 창의적인 마인드를 고취하기 위해 매년 열린다. 시의 마스코트인 토리·아리와 함께 아이들의 무한 상상력을 과학의 세계로 빠져들게 하는 이번 과학축제는 STEAM융합과학탐구마당. 4차산업&창의적메이커마당, 과학특별마당 등 3개 마당 28개 분야로 나눠 열린다. STEAM융합과학탐구마당에서는 ‘날개 없는 비행기’, ‘음으로 듣는 줄’, ‘무한착시 거울상자’ 등 18가지 실험을 통해 다양한 과학현상과 원리를 체험할 수 있다. 기술, 공학, 예술과 융합된 재미있는 실험과 메이커 활동을 진행한다. 4차산업&창의적메이커마당에서는 3D프린팅으로 출력되는 초콜릿과 토리아리모형의 후가공 작업을 해볼 수 있다. 드론시뮬레이션, 코딩프로그램으로 로봇제어, 가상현실(VR)도 운영한다. 또 내 얼굴 사진으로 페이스도장 만들기와 비닐커터로 출력한 모형으로 다양한 오토마타를 제작하는 체험부스가 운영된다. 분수대 주변에 마련된 메인무대에서 진행되는 과학특별마당은 1.6㎡ 반사판으로 된 태양열 조리기로 팝콘을 튀겨보는 흥미로운 체험시간을 갖는다. 자전거발전기로 믹서기를 돌려 바나나 주스를 만들어보는 체험으로 신재생에너지를 열에너지와 전기에너지를 생산해볼 수 있다. 질소폭탄, 드라이아이스 에그, 공기대포 등 신기한 과학현상을 관객이 직접 참여해 볼 수 있는 ‘사이언스매직쇼’도 3회에 걸쳐 선보일 예정이다. 또 국내 1호 과학탐험가 ‘문경수’의 서호주탐사 프로젝트와 화성탐사를 준비하는 우주생물학자들의 흥미진진한 경험담을 소개하는 코너도 마련돼 있다. 부스참여는 무료이며, 일부 부스는 현장에서 예약접수를 통해 참여할 수 있다. 남상인 기자 sanginn@seoul.co.kr

-2024년에 포보스에 호핑 로버 내려 탐사 소행성 류구에 내린 일본의 호핑 로버 마스코트(MASCOT: Mobile Asteroid Surface Scout)의 혈통을 이은 탐사 로버가 몇 년 후 화성 위성의 탐사에 투입될 것으로 보인다. 탐사 로버는 2024년에 발사될 예정인 일본의 화성 위성 탐사(MMX: Martian Moons Exploration) 표본 회수 임무에 통합될 것이라고 10월 3일 일본, 독일 및 프랑스 우주기구에서 발표했다. 지난주 17시간 동안 900미터 크기의 소행성 류구를 탐사한 마스코트 착륙선은 독일항공우주센터(DLR)과 프랑스 우주국(CNES)에서 공동 개발한 탐사 로버다. 화성 달 탐사에 투입될 새로운 탐사 로버 역시 독일과 프랑스 우주센터가 공동으로 제작할 계획이다. MMX 미션은 너비 22km의 화성 달 포보스에 탐사 로버를 착륙시켜 샘플을 채취한 후 2029년 지구로 보내는 것을 목표로 하고 있다. 새로 제작될 탐사 로버는 그 작업을 촉진하고 자체적으로 중요한 데이터를 수집하는 기능을 갖출 예정이다. 일본항공우주국(JAXA)과 DLR 및 CNES 관계자는 수요일(10월 3일) 공동성명에서 “로버는 MMX 착륙 및 표본 회수 작업을 최적화하기 위해 표층과 지형을 상세하게 분석할 것”이라고 밝히면서 “이 과정은 미션 리스크를 줄일 뿐만 아니라 탐사선이 실제 샘플을 지구로 보내기 전 표면 데이터를 수집하는 과학적 결실을 담보할 것”이라고 덧붙였다. MMX 임무의 주요목표에는 화성의 두 달인 포보스와 데이모스의 기원을 밝히는 것이 포함되어 있다. 이 두 개의 달이 어디서 왔는지 아직까지 그 기원은 베일에 가려져 있다. 지나가던 소행성이 화성 인력에 잡혔다는 설, 강력한 소행성 충돌로 화성에서 떨어져나간 물질들이 만들었다는 설 등, 여러 가설이 존재한다. 우주기구 관계자는 마스코트(MASCOT)를 짧게 언급한 후, 새로 발표된 로봇이 소행성 호퍼를 따라갈 것이지만, 마스코트 복제품은 아니라고 밝혔다. 예컨대, 포보스에 착륙할 탐사 로버는 태양 에너지로 작동하며 크레이터들이 산재한 위성 표면에서 몇 개월 동안 탐사활동을 펼칠 수 있다. 이에 비해 류구에 내린 MASCOT은 비충전식 리튬 이온 배터리를 사용했다. 마스코트는 총 1억 5천만 달러(한화 약 1700억원)가 투입된 하야부사-2 우주선을 타고 류구로 날아갔다. 하야부사-2 모선은 마스코트 외에도 2개의 작은 호핑 로버를 류구에 배치했다. 이 작은 친구들은 현재 류구 표면에서 활발한 탐사활동을 하는 중이다. 소행성 류구의 토양 샘플을 채취해 지구로 보내는 것을 임무로 하는 하야부사-2 미션이 계획대로 진행된다면 류구 샘플은 2020년 12월에 지구로 돌아올 예정이다.　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미국 센트럴 플로리다 대학에서 화성의 흙을 1kg에 20달러라는 저렴한 가격에 판매할 예정이라고 발표했다. 마치 가짜 뉴스나 만우절 장난을 생각나게 만드는 소식이지만, 장난이 아닌 실제 뉴스다. 이 대학의 행성 과학자인 댄 브릿 교수가 이끄는 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 큐리오시티 로버가 보내온 데이터를 바탕으로 실제 화성의 토양에 가까운 모의 화성 토양을 만들어 연구자들에게 판매할 계획이다. 다만 수익이 목적보다 연구 활성화가 목적이다. 많은 과학자가 인류의 미래 목표로 화성을 생각하고 있기 때문에 관련 연구가 매우 활발하다. 여기에는 화성에서 작물이나 미생물을 키울 수 있는지 알아보는 실험이나 화성과 비슷한 환경에서 기지 건설 로봇이나 탐사선 등 각종 기기를 테스트하는 실험까지 다양하다. 그런데 화성의 토양을 연구마다 매번 새로 만든다는 것은 상당한 시간과 비용을 소모하는 일임이 분명하다. 더구나 해당 연구자가 과거에 모의 토양을 만드는 연구를 해본 적이 없다면 더 난감한 일이다. 시작부터 막히기 때문이다. 브릿 교수 연구팀은 저널 이카루스(Icarus)에 누구나 쉽게 사용할 수 있는 화성의 모의 토양을 발표했다. 이 토양은 센트럴 플로리다 대학의 행성 과학자들이 연구하는데 사용할 뿐 아니라 다른 과학자들이 사용할 수 있도록 매우 저렴한 가격에 판매할 계획이다. 과학자들이 실험동물을 포함해 다양한 실험 재료를 판매하는 일은 드물지 않지만, 1kg에 20달러라는 가격은 매우 파격적인 수준으로 수익보다는 연구 활성화가 더 중요한 목적으로 보인다. 동시에 표준화된 모의 화성 토양을 사용하게 될 경우 연구자가 사용한 모의 토양의 종류에 따라 결과가 천차만별로 달라지는 문제도 예방할 수 있을 것으로 기대된다. 다만 제작에 상당한 수작업이 들어가는 일이기 때문에 일반인이 호기심에서 구매할 순 없고 연구 목적으로만 구매할 수 있다. 주 구매 대상은 다른 과학자이지만, 연구팀은 스페이스 X처럼 화성 탐사에 관심이 있는 기업에서도 연구 목적으로 구매할 수 있을 것으로 보고 있다. 화성에서 작물을 재배하는 것은 먼 미래의 일이지만, 과학자들은 이미 그 가능성은 물론 어떤 작물이 가장 유망할 것인지 연구를 진행하고 있다. 모의 화성 토양은 이런 연구에 큰 도움이 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

소행성 류구(Ryugu)에 도착한 일본의 탐사선 하야부사 2호가 세번째 로봇을 표면에 내려보내는데 성공했다. 독일항공우주센터(DLR) 측은 3일 하야부사 2호에서 '마스코트’(Mascot)라는 이름의 소형 탐사로봇이 무사히 류구 표면에 착륙했다고 밝혔다. DLR과 프랑스 국립우주센터(CNES)가 함께 개발한 마스코트는 ‘이동식 소행성 표면 정찰’(Mobile Asteroid Surface Scout)이라는 뜻의 소형 탐사체다. 무게 10㎏의 신발 상자 만한 크기의 마스코트는 내부에 광각 카메라와 광물 성분을 분석할 현미경, 자기장 측정용 자력계 등의 장비를 싣고 있으며 자체 점프를 통해 단 한 차례만 위치를 바꿀 수 있다. 이날 DLR이 공개한 사진은 마스코트가 류구에 착륙하면서 촬영한 것으로 모선인 하야부사 2호와 표면 사이의 거리는 불과 51m다. 수십억 년의 시간을 간직했을 것으로 추정되는 류구의 울퉁불퉁한 암석 표면이 생생히 드러나있는 이 사진에는 흥미롭게도 마스코트의 모습도 담겨있다. 사진 속에서 오른쪽 상단의 검은 점이 바로 마스코트의 그림자로 본의아닌 셀카를 남기게 됐다. DLR 측은 "이보다 더 좋은 착륙이 없을만큼 과정은 완벽했다"면서 "하강 중 총 20장의 사진을 촬영했으며 이 데이터는 모두 하야부사 2호에 저장됐다"고 밝혔다. 이에앞선 지난달 22일 하야부사 2호는 탐사로봇 미네르바Ⅱ-1의 A와 B기를 각각 류구 표면에 내려보냈다. 무게 1㎏의 이 로봇들은 내장된 모터를 사용해 깡충거리듯이 이동하면서 광각 입체사진 카메라로 류구 표면의 사진을 찍어 전송해오고 있다. 결과적으로 현재 총 3대의 탐사로봇이 류구 표면을 돌아다니며 탐사를 진행하는 셈이다. 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 3대의 로버를 류구 표면에 내려보내 시료를 채취하고서 2020년 지구로 귀환하는 임무를 수행할 예정이다. 왕복으로 총 52억㎞에 달하는 대장정이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

장기간의 우주비행이 ‘암’의 원인이라는 주장이 제기됐다. 이에 본격적인 채비에 나선 화성 유인탐사나 달 관광에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 보인다. 미국 조지타운대학 메디컬센터(GUMC) 카말 다타 박사 연구팀은 1일(현지시간) 생쥐를 모델로 한 시뮬레이션 결과, 내밀한 우주 공간의 ‘은하 우주방사선(GCR)’에 장기간 노출되면 위장 조직의 기능 변화뿐 아니라 위와 대장 종양 위험을 높일 우려가 있다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 밝혔다. 앞서 연구팀은 장기 우주여행 중 중이온 방사선의 영향으로 노화가 가속화하고 뇌 조직이 손상될 위험도 있다는 연구결과를 내놓은 바 있다. 연구팀은 중이온 방사선이 위와 장 등 소화기관에 미치는 영향을 분석하기 위해 미국항공우주국(NASA) 우주방사선연구소(NSRL)에서 저선량의 중이온 방사선에 노출한 생쥐와 아무것에도 노출되지 않은 생쥐를 비교했다. 그 결과 중이온 방사선에 노출된 쥐들은 대장에서 영양분을 제대로 흡수하지 못했으며 암으로 발전할 수 있는 용종도 형성됐다. 이에 더해 중이온 방사선이 DNA를 손상해 노화세포를 늘리는 것으로 나타났다. 노화세포는 정상적인 세포분열을 못 하고 산화스트레스와 염증을 유발하기도 한다. 논문 공동저자인 알버트 퍼내스 2세 박사는 “심우주에서 몇 개월에 걸쳐 우주비행을 하면 매우 낮은 선량의 방사선에 노출되더라도 그 영향은 영구적일 수 있다”고 경고했다. 이어 그는 “미래의 우주 여행객을 보호할 수 있는 모든 대책을 세우는 것이 중요하다”고 덧붙였다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

당신은 우주비행사가 될 수 있는 지능과 적성, 그리고 기술을 갖고 있다고 생각하는가? 9000 : 1의 경쟁을 뚫고 우주비행사가 된 영국인 팀 피크가 최근에 펴낸 저서 ‘우주인 테스트 북’(The Astronaut Selection Test Book: Do You Have What it Takes for Space?)에서 국제우주정거장(ISS) 임무 수행 전 우주비행사가 치러야 하는 시험 문제들을 공개했다. 영국 치체스터 출신으로 육군 비행단 시험 비행사인 팀 피크는 2009년 유럽우주국(ESA)에서 시행한 우주비행사 선발 시험에서 무려 9000 대 1의 경쟁을 뚫고 선발됐다. 앞으로 그에게는 화성과 그 너머가지 흥미로운 우주 미션을 주어질 것으로 보인다. ​ ESA 소속 우주비행사로, 2016년 6월 18일 탐사대 46/47 대원으로 ISS에 탑승해 186일에 걸친 프린키피아 미션을 완료한 바 있는 팀 피크는 영국여왕 탄생일에 국위 선양에 이바지한 공으로 훈장을 받았다. ​또한 ISS에서 촬영한 그의 사진집 ‘이게 지구 행성이라고?’(Hello, Is This Planet Earth?)라는 책은 베스트셀러가 됐고, 2017년 넌픽션 부문 ‘올해의 책’으로 선정됐으며, ISS에서의 근무와 생활을 다룬 저서 ‘우주인에게 물어보기’(Ask an Astronaut)도 베스트셀러에 올랐다. 한국에서도 곧 출간될 예정이라고 한다. ​이제 당신이 그런 우주비행사가 될 자질이 있는가 한번 테스트해볼 차례다. 문제는 퍼즐 부분만 가져왔다. [패턴 인식] 순서대로 다음 패턴을 선택하시오. 각 퍼즐마다 주어진 시간은 10초. 1.​ 2. 3. 4. 5. [정답] 1. d (2,4,6- 3,6,9- 4,8,12, 따라서 다음엔 5,10,15) 2. c (다이아몬드가 오른쪽으로 회전한다) 3. c (왼쪽에서 2번째 무늬가 늘 가장 끝으로 이동한다) 4. c 5. b (가운데 줄의 개수는 그 아래와 위의 개수를 더한 값이다) 이광식 칼럼니스트 joand999@seoul.co.kr

지구와 묘하게 닮은 토성 위성인 타이탄에서 사상 처음으로 모래 폭풍이 포착됐다. 최근 프랑스 파리 7대학 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 카시니호의 데이터를 분석한 결과 타이탄의 적도 부근에서 모래 폭풍이 관측됐다고 밝혔다. 지금까지 태양계 내에서 모래폭풍이 일어나는 곳으로 밝혀진 천체는 지구와 화성 뿐으로 그만큼 타이탄이 지구와 닮았다는 것을 의미한다. 지름 5150㎞, 표면온도는 - 170℃로 매우 낮은 타이탄은 지구와 마찬가지로 구름이 있으며 비가 내리고 호수와 광대한 모래언덕(사구)이 존재한다. 다만 이는 지구와는 성분이 다르다. 타이탄의 대기는 메탄 구름을 가진 질소가 대부분이며 호수 역시 물로 가득찬 지구와는 달리 액체 탄화수소로 이루어져 있다. 또한 타이탄은 지구보다 두꺼운 대기를 가진 독특한 위성으로 역동적인 기후 시스템을 가진 것으로도 보인다. 이같은 이유로 타이탄은 태양계 내에서 생명체 존재 가능성이 가장 높은 곳으로 꼽혀 NASA의 차기 탐사 대상으로도 올라있다. 이번에 연구팀은 카시니호가 지난 2009년과 이듬해 몇차례의 근접비행(Fly by·플라이바이)을 통해 얻어진 데이터를 통해 타이탄의 적도 부근에서 일어나는 먼지폭풍을 분석해냈다. 연구를 이끈 세바스찬 로드리게스 박사는 "타이탄은 매우 활동적인 위성"이라면서 "타이탄의 적도 지역을 덮고있는 거대한 모래언덕은 활동적이고 지속적으로 변화한다"고 설명했다. 이어 "타이탄의 강력한 바람은 지구와 화성처럼 유기 먼지를 전 지역으로 운반할 수 있다는 것을 보여준다"고 덧붙였다. 한편 타이탄은 위성이지만 태양계에서 유일하게 사구 지형이 관찰된 위성이자 두꺼운 대기를 지니고 있다. 대기의 구성 성분은 독특하게도 메탄이나 이보다 더 복잡한 탄화수소 분자로 인해 대기가 짙은 노란색 안개처럼 보인다. 그리고 태양계에서 유일하게 탄화수소가 응결되어 비와 눈으로 내린다. 　 　 이번 연구결과는 지구과학 분야 유명 학술지인 ‘네이처 지오사이언스'(Nature Geoscience) 24일자에 발표됐다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

달 착륙 후 반세기가 흘렀지만, 아직 인류는 달보다 더 먼 장소에 직접 가지 못했다. 가까이 있는 행성인 화성조차 달 - 지구 거리와 비교할 수 없을 만큼 멀리 떨어져 있기 때문이다. 더구나 지구와 화성 모두 태양 주위를 공전하기 때문에 화성까지 직선거리로 갈 수 없고 공전 주기에 맞춰 몇 년에 걸쳐 비행해야 한다. 이 과정에서 화성에 도착한 우주 비행사는 장기간 화성 표면에 체류해야 한다. 나사를 비롯한 관련 기관의 과학자들은 가능한 한 적은 양의 자재로 건설 가능한 유인 화성 기지에 대한 연구를 진행 중이다. 지구에서 화성 표면까지 약간의 화물을 실어 나르는 것도 막대한 비용이 들어가기 때문이다. 화성 표면에서 우주 비행사가 안전하게 체류하기 위해서는 큰 기지를 건설하는 것이 좋지만, 비용 문제를 생각하면 가능한 무게와 부피를 줄여야 한다. 스위스 로잔연방공과대학(École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL))의 과학자들은 110t 정도의 화물로 6명의 우주 비행사가 수 개월 이상 거주할 수 있는 화성 유인기지의 구상을 발표했다. 연구팀은 유인 기지 건설 후보지로 물과 이산화탄소를 구하기 쉬운 극지방을 선정했다. 물론 더 춥고 극한의 기후를 지니고 있지만, 얼음과 드라이아이스가 풍부한 지역이기 때문이다. 더욱이 지구의 극지방처럼 한동안 낮이 계속되는 특징이 있어 최장 288일 동안 쉬지 않고 태양 빛을 받을 수 있다는 장점도 있다. 유인기지는 세 개의 부분으로 구성되는데 12.5m 높이에 5m 지름을 지닌 원통형 구조물인 코어와 외부 공간과 차단되는 에어록 (airlock) 역할을 하는 캡슐, 그리고 거주 공간인 돔(Dome)으로 구성된다. 본체에 해당하는 코어에는 최소한의 거주 공간이 있으며 위에는 화물을 실어 나르는 스카이 크레인이 있는데, 로켓 엔진이 있어 화물을 싣고 나를 수 있다. (사진) 이 기지의 핵심은 바로 돔으로 사실 얇은 폴리에틸렌 섬유로 된 천막이다. 여기에 화성 현지에서 구한 물을 채워 얼리면 두꺼운 얼음벽을 지닌 유인 기지가 되는 것이다. 연구팀은 3m 두께의 얼음이면 단열 효과도 뛰어날 뿐 아니라 화성 표면의 해로운 방사선도 모두 막을 수 있을 것으로 보고 있다. 이는 물론 화성까지 운송해야 하는 화물의 양을 줄이기 위한 방편으로 실현 가능성은 화성 현지에서 필요한 만큼 얼음을 조달할 수 있는지에 달려 있다. 물론 화성의 극지방에는 상당량의 얼음과 드라이아이스가 존재하지만 이를 채취해서 원하는 만큼 가공하는 것은 별개의 문제다. 하지만 그렇다고 필요한 자재를 모두 지구에서 실어오면 비용이 너무 많이 들어 프로젝트 진행이 어려워진다. 현재 나사에서 진행하는 화성 유인기지 공모전인 3D 프린터 출력 거주지 디자인 공모 (3D Printed Habitat Challenge Design Competition) 역시 이런 이유로 화성 현재에서 자재를 조달해 유인기지를 건설하는 것을 목표로 하고 있다. 이렇게 만든 기지는 SF 영화에서 보는 것만큼 근사하지는 않지만, 현재 기술 수준에서 조금만 개선하면 가능하다는 장점이 있다. 나사는 2030년대 화성 유인 탐사를 진행한다는 계획이지만, 현재 진행 속도로는 쉽지 않을 전망이다. 하지만 이렇게 하나씩 관련 연구와 기술적 검토를 계속한다면 이번 세기 안으로 인류가 화성에 발자국을 남길 가능성이 높다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com