태양계 형성의 비밀을 풀기위해 소행성을 탐사 중인 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 역대 탐사선 중 가장 천체에 근접해 궤도비행하는 기록을 세웠다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 오시리스-렉스가 지난 12일(현지시간) 소행성 ‘베누’(Bennu·1999 RQ36)의 표면에서 불과 680m 위까지 하강해 그 주위를 돌고있다고 밝혔다. 앞서 오시리스-렉스는 지난해 12월 31일 베누에 1.3㎞까지 접근한 후 안정적으로 궤도를 돌아 신기록을 세운 바 있다.전문가들에 따르면 베누의 중력은 지구의 100만 분의 5 수준에 불과하다. 따라서 안정적인 궤도를 유지할 만큼의 중력이 작아 조금만 균형이 틀어져도 순식간에 궤도에서 이탈할 수 있다. NASA 측은 "8월 2째 주 까지 현재의 초밀착 궤도를 유지하면서 베누에 대한 정보를 얻을 것"이라면서 "이는 향후 베누 표면에서 최고의 샘플을 채취하는 장소를 선정하는데 있어 필수적"이라고 설명했다. 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고있는 베누는 지름이 500m에 불과한 작은 소행성이다. 그러나 크기는 작지만 베누는 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 여겨질만큼 연구가치가 높다. 이를 탐사하기 위해 NASA는 지난 2016년 9월 오시리스-렉스를 발사했으며 탐사선은 초속 8.5㎞로 날아가 지난해 12월 초 베누에 도착했다.흥미로운 점은 오시리스-렉스가 단순히 궤도를 돌며 정보를 파악하는데 그치지 않는다는 사실이다. 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 표면까지 하강해 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취해 지구로 가져올 예정이다. 2020년에는 표면의 샘플을 60g이상 채취하며 이듬해에는 다시 지구로 귀환한다. 지구 도착은 2023년 9월로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.　 NASA 측은 이번 궤도 비행을 통해 오시리스-렉스가 샘플을 채취할 총 4군데의 후보지를 선정할 예정이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

북극 근처 ‘빙하의 땅’ 그린란드에서 하루 만에 20억 톤의 빙상이 녹아내렸다. CNN은 폴라 포털의 발표를 토대로 지난 13일(현지시간) 하루 동안 그린란드에서 녹아내린 얼음 덩어리가 20억 톤에 달한다고 보도했다. 이는 그린란드 빙상 전체의 40% 수준이다. 6~8월 사이 빙상이 녹아내리기는 하지만 6월 중순에 이렇게 많은 양이 한꺼번에 녹아 없어지는 것은 매우 이례적이다. 그린란드의 기후를 연구하고 있는 조지아대학교 토마스 모테 연구원은 “이 같은 대규모 해빙 사례가 전혀 없는 것은 아니지만 비정상적인 것만은 확실하다”고 밝혔다. 그는 “지난 2012년에도 빙상 전체가 녹아내린 적이 있다. 그때와 비슷한 상황”이라고 덧붙였다. 당시 미 항공우주국 나사는 그린란드의 빙하가 위성 관측 30년 만에 가장 광범위하게 녹아내리고 있다고 밝힌 바 있다. 　미 항공우주국(NASA)에 따르면 2012년 7월 8일 빙상이 녹아 없어진 지역은 그린란드 전체 면적의 40%였지만 불과 일주일 뒤인 12일에는 전체의 97%에 달하는 면적에서 빙상이 사라졌다. 전문가들은 올해 이 기록이 깨질 것으로 관측하고 있다. 덴마크 그린란드 지질연구소 기후학자 제이슨 복스는 “2019년은 그린란드에게 대규모 해빙의 해가 될 것”이라고 예측했다. 그는 “올해는 4월부터 유난히 빠르게 빙상이 녹아 내렸다. 평균보다 약 3주 앞당겨진 것”이라고 설명했다. 복스는 올해 녹는 빙상 규모가 2012년 기록을 넘어설 것으로 내다봤다.그렇다면 이렇게 갑자기 많은 양의 얼음이 한꺼번에 녹아내리는 원인은 무엇일까? 모테 연구원은 급작스러운 기후 변화로 대서양에서 올라온 덥고 습한 공기가 그린란드로 유입되면서 4월부터 시작된 해빙 현상이 지속되고 있다고 설명했다. 모테에 따르면 대규모 해빙 현상은 2007년 들어 자주 발생하고 있다. 1990년대 후반에는 없었던 현상이다. 미국 어바인 캘리포니아대학 리곳 교수의 연구 결과 그린란드 얼음 손실 비율은 1972년과 비교해 6배 증가했다. 그린란드 빙상을 포함해 전 지구의 빙하 해빙량 역시 빠르게 늘어 해마다 1mm씩 해수면 높이를 높이고 있다. 1980년 이후부터 최근까지 녹아내린 얼음은 수천 년간 녹은 것보다 많은 것으로 추정된다. 만약 그린란드의 해빙기가 주기적으로 반복된다면 해수면 상승은 더 급속도로 진행될 것이다.　 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

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

미국 항공우주국(NASA)이 운영하는 허블 우주망원경이 커다란 심장을 가진 작은 은하를 관측하는데 성공했다. 나사는 허블 우주망원경에 장착된 탐사용 고성능카메라(ACS)와 광대역 행성카메라2(WFPC 2)를 이용해 ‘ESO 495-21’라고 명명된 은하를 촬영하는데 성공했다고 14일 밝혔다. 지구에서 1200광년 정도 떨어져 있는 나침반(Pyxis)자리에 위치한 ESO 495-21는 3000광년에 불과한 작은 크기의 은하이지만 엄청나게 많은 수의 항성(별)을 만들어 내는 것으로 확인됐다. 이 때문에 대형 블랙홀도 여러 개가 있을 것으로 추정되고 있는데 이 정도의 작은 은하에서는 이례적이라고 나사는 밝히고 있다. 나침반자리는 남반구에 위치한 별자리로 한국을 비롯한 북반구에서는 거의 볼 수 없으며 밝기 등급도 3등급 이하여서 육안으로는 거의 볼 수 없다. 보통 별은 은하의 차가운 가스에서 만들어진 거대한 분자구름에서 형성되는데 이번 관측을 통해 ESO 495-21는 크기는 작지만 일반 은하보다 1000배 가랑 빠르게 별을 만들어 내는 ‘폭발적 별생성 은하’(starburst galaxy)로 밝혀졌다. 특히 연구팀이 주목한 것은 ESO 495-21이 빠른 속도로 별을 만들어 내는 것 뿐만 아니라 초대형 블랙홀을 은하 중심에 두고 있다는 점이다. 일반적으로 은하가 클수록 블랙홀의 크기도 커진다. 실제로 우리은하인 은하수의 중심부에 ‘궁수자리*’라는 거대 블랙홀이 있는데 태양 크기의 400만배에 해당할 정도로 엄청난 크기를 자랑한다. 그런데 은하수 크기의 3%에 불과한 왜소은하인 ESO 495-21의 중심에 태양보다 100만배 정도 큰 블랙홀이 위치해 있다는 것 역시 매우 이례적인 일이라고 연구팀은 설명하고 있다. 이 때문에 은하의 초거대질량 블랙홀의 기원에 대한 논란을 풀어낼 수 있는 단서가 제공될 것으로도 기대되고 있다. 지금까지 천문학계에서는 은하계가 먼저 형성되고 중심에 있는 물질들이 블랙홀로 만들어지는 것인지, 거대 블랙홀이 주변에 별들을 모아 작은 은하를 형성해 발전하는지에 대한 논란이 지속되고 있는 상황이다. 나사 연구진은 “이번 관측을 통해 은하와 거대 항성이 어떻게 형성되고 진화되는지에 대한 매우 흥미로운 단서를 찾을 수 있을 것”이라며 “특히 왜소은하의 한 가운데서도 거대 블랙홀이 발견된 것은 은하 생성 과정에서 블랙홀이 먼저 생성됐다는 강력한 징후로 볼 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@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　

태양계 내에서 지구 외에 가장 생명체가 존재할 가능성이 높은 천체가 있다. 바로 목성의 위성인 유로파(Europa)다. 최근 미국 캘리포니아 공과대학 연구팀은 유로파의 숨겨진 바다의 성분이 지구와 유사한 것으로 보인다는 흥미로운 연구결과를 발표했다. 지름이 3100㎞에 달하는 유로파는 지구의 달보다 약간 작지만 그 특징은 완전히 다르다. 수많은 크레이터로 ‘멍자국’이 가득한 우리의 달과는 달리 유로파는 표면이 갈라진 얼음으로 뒤덮여 있기 때문이다. 때문에 전문가들은 얼음 지각 아래에 거대한 바다가 숨겨져있다는 사실과 함께 생명체가 존재할 가능성도 조심스럽게 추측하고 있다. 다만 지금까지 전문가들은 유로파의 특성을 고려해 이곳의 바다는 황산염이 주 성분일 것으로 추측해왔다. 그러나 이번에 칼텍 연구팀이 허블우주망원경에 장착된 우주망원경영상분광기(STIS)로 4차례에 걸쳐 분석한 결과 염화나트륨(NaCl)의 징후를 찾아냈다. 곧 지구의 바닷물을 짜게하는 소금이 유로파의 바다에도 존재하는 셈이다.연구를 이끈 사만다 트롬보 연구원은 "실제로 유로파 바닷물이 염화나트륨으로 이루어져 있다면 유로파는 우리가 생각한 것 이상으로 훨씬 더 지구같은 환경일 것"이라면서 "염화나트륨의 존재는 유로파의 해저 열수(熱水) 작용이 활발하다는 것을 나타낼 수 있다"고 설명했다. 한편 목성의 4대 위성 가운데 하나인 유로파는 미 항공우주국(NASA)의 가장 중요한 탐사 목표 중 하나다. 유로파의 지각 아래에 실제로 거대한 바다가 존재하는지 혹은 이번 연구 결과처럼 그 성분이 소금인지는 '뚜껑'을 열어봐야 정확히 알 수 있기 때문이다. 유로파의 바다는 지구처럼 수십억 년 이상의 역사를 지니고 있다. 복잡한 유기물이 생명체로 진화하기에 충분한 시간이다. 이를 알아보기 위해 NASA는 오는 2022년 ‘유로파 클리퍼'(Europa Clipper)라는 탐사선을 발사할 예정이다. 유로파 클리퍼는 유로파의 표면을 상세히 관측해 유기물과 생명체의 가능성을 탐사하게 된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

마치 신이 물감으로 휘갈겨 그린 듯한 한 폭의 유화같은 목성의 환상적인 모습이 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 주노(Juno)가 목성에 근접해 촬영한 '지옥같은' 표면 사진을 공개했다. 이 사진은 지난달 29일 주노가 20번째 근접비행(Fly by·플라이바이) 중 촬영한 것으로 그 거리(목성 상층부 구름과 탐사선과의 거리)는 1만 4800㎞다. 붓으로 휘갈려 그린듯 둥그렇게 보이는 곳은 목성의 제트 기류 지역으로, 이 속은 거대한 폭풍이 부는 그야말로 현실의 지옥이나 다름없다. 특히 이번 사진에는 커다란 검은 점의 모습도 담겨있다. 마치 우주를 노려보는듯 검은 눈동자처럼 보이는 이곳의 정체는 목성 특유의 소용돌이다. 거대한 가스행성의 민낯이 생생히 담겨있는 이 사진은 주노가 보내온 1차 데이터를 시민과학자들이 색보정해 만들었다. 　　 지난 2011년 8월 발사된 주노는 28억㎞를 날아가 2016년 7월 4일 미국 독립기념일에 맞춰 목성 궤도에 진입했다. 주노의 주 임무는 목성 대기 약 5000㎞ 상공에서 지옥같은 목성의 대기를 뚫고 내부 구조를 상세히 들여다보면서 자기장, 중력장 등을 관측하는 것이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

밤하늘에 뜬 별 등을 보는 것을 좋아하는 사람들에게 기쁜 소식이다. 이번 달 내내 목성을 자세히 볼 수 있기 때문이다. CNN은 6일(현지시간) 최근 미국항공우주국(NASA)의 발표를 인용해 6월은 목성이 가장 크고 밝게 보이는 시기이므로, 쌍안경만 있어도 목성의 4대 위성까지 볼 수 있다고 전했다.목성의 4대 위성은 망원경으로 관측이 가능해 갈릴레이 위성이라고도 불리는 가니메데와 칼리스토, 이오 그리고 유로파를 말한다. 참고로 목성에서 발견된 위성은 현재 기준으로 79개다. 이에 대해 NASA는 홈페이지를 통해 “태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 맨눈으로 봐도 빛나는 보석처럼 보이지만 쌍안경이나 소형 망원경을 통해 바라보면 훨씬 더 멋지다”고 해설했다. 심지어 오는 10일에는 목성과 지구 그리고 태양이 일직선상에 놓인다. 즉 목성을 가장 또렷하게 볼 수 있다는 것이다. 만일 이날 날씨가 좋지 못해 관측이 어렵다고 하더라도 목성은 이달 내내 관찰하기 쉬운 상태이므로 걱정할 필요 없다는 것이 NASA 전문가들의 설명이다.이후 14일부터 19일 중에는 달과 목성 그리고 토성이 늘어선 아름다운 밤하늘을 볼 수 있다. 달은 지구 주위를 공전하므로, 그 위치는 매일 밤 변하게 된다. NASA는 “밤마다 달의 움직임을 주의해서 보면 흥미로울 것”이라고 조언했다. 사실 목성은 남반구에서 가장 잘 보이지만, 이번 우주 쇼는 전 세계에서 볼 수 있다. 영국왕립천문학회의 천문학자 로버트 매시 박사는 “행성은 항성과 달리 깜빡 깜빡 빛나는 일이 없어 지평선에 가까운 위치에서도 뚜렷하게 보인다”면서 “관측을 시도하려면 남쪽 지평선 부근의 잘 보이는 곳을 찾아야 한다”고 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

밤하늘에 뜬 별 등을 보는 것을 좋아하는 사람들에게 기쁜 소식이다. 이번 달 내내 목성을 자세히 볼 수 있기 때문이다. CNN은 6일(현지시간) 최근 미국항공우주국(NASA)의 발표를 인용해 6월은 목성이 가장 크고 밝게 보이는 시기이므로, 쌍안경만 있어도 목성의 4대 위성까지 볼 수 있다고 전했다.목성의 4대 위성은 망원경으로 관측이 가능해 갈릴레이 위성이라고도 불리는 가니메데와 칼리스토, 이오 그리고 유로파를 말한다. 참고로 목성에서 발견된 위성은 현재 기준으로 79개다. 이에 대해 NASA는 홈페이지를 통해 “태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 맨눈으로 봐도 빛나는 보석처럼 보이지만 쌍안경이나 소형 망원경을 통해 바라보면 훨씬 더 멋지다”고 해설했다. 심지어 오는 10일에는 목성과 지구 그리고 태양이 일직선상에 놓인다. 즉 목성을 가장 또렷하게 볼 수 있다는 것이다. 만일 이날 날씨가 좋지 못해 관측이 어렵다고 하더라도 목성은 이달 내내 관찰하기 쉬운 상태이므로 걱정할 필요 없다는 것이 NASA 전문가들의 설명이다.이후 14일부터 19일 중에는 달과 목성 그리고 토성이 늘어선 아름다운 밤하늘을 볼 수 있다. 달은 지구 주위를 공전하므로, 그 위치는 매일 밤 변하게 된다. NASA는 “밤마다 달의 움직임을 주의해서 보면 흥미로울 것”이라고 조언했다. 사실 목성은 남반구에서 가장 잘 보이지만, 이번 우주 쇼는 전 세계에서 볼 수 있다. 영국왕립천문학회의 천문학자 로버트 매시 박사는 “행성은 항성과 달리 깜빡 깜빡 빛나는 일이 없어 지평선에 가까운 위치에서도 뚜렷하게 보인다”면서 “관측을 시도하려면 남쪽 지평선 부근의 잘 보이는 곳을 찾아야 한다”고 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 '파커 솔라 프로브'(Parker Solar Probe)가 태양의 500년 묵은 미스터리를 마침내 해결할 것으로 전망되고 있다. 미스터리는 태양의 표면온도가 6000도인데, 태양 대기의 온도는 그 몇백 배가 되는 수백만 도에 이른다는 사실이다. 모닥불의 바로 옆보다 멀리 떨어진 곳의 온도는 그보다 훨씬 낮은 것이 정상이다. 그런데 태양에서는 이와는 반대되는 현상이 나타나고 있는 것이다. 그 이유는 과연 뭘까? 과학자들이 오랜 연구에도 불구하고 아직까지 그 명확한 이유를 밝혀내지 못하고 있는 실정이다. ​이에 대한 하나의 가설은 태양 외기의 엄청난 초고온은 태양 표면과 대기 사이를 오가며 움직이는 작은 자기장에 의한 것이라는 이론이다. 그밖에, 태양 대기 속에서 일어나는 초당 수백 번의 나노플레어(nanoflares)라 불리는 작은 폭발들이 코로나 속의 플라스마를 가열시켜 태양 표면보다 훨씬 높은 고온을 만들어낸다는 이론도 있다. 물론 증명된 이론들은 아니다. 어쨌든 태양 대기의 초고온을 설명하는 해답을 찾는 것이 파커 탐사선의 중요한 미션 중 하나이다. 현재 파커 탐사선은 세 번째의 근일점 통과를 눈앞에 두고 있다. 논문의 대표저자이자 파커에 탑재된 태양풍 관측장비 SWEAP의 책임 연구원인 캐스퍼 교수는 “2년 후면 파커 탐사선이 마침내 그 미스터리의 답을 알려줄 것”이라고 기대한다. 지금까지 이 초고온 현상에 대해 과학자들이 알고 있는 것은 기묘한 과정에 관한 것뿐이다. 어떤 화학원소들는 서로 다른 온도에서 가열되며, 일부 중원소의 대전된 이온은 태양 중심보다 더 뜨겁다. 이러한 모든 가열은 태양 표면 위에 있는 코로나(corona)라고 불리는 태양 대기를 만든다. 달이 태양을 완전히 가기는 개기일식 때 밝게 빛나는 코로나가 뚜렷이 관측된다. 또한 초고온 영역에 숨어 있는 현상은 자기장 내의 플라스마 같은 전기 전도성 유체에서 작은 자기파인 알펜파(Alfvén waves) 현상이다. 이 초고온 구역의 가장자리에서 태양풍(태양으로부터 방출되는 하전된 입자의 흐름)이 알펜파를 피할 만큼 충분히 빠르게 움직인다. 그러나 그 아래에서는 태양풍 입자들이 모든 방향에서 두드려대는 알펜파로 인해 핑퐁 운동을 하면서 가속된다. 과학자들이 정말로 알고 싶은 것은 초고온 코로나가 태양 표면으로부터 얼마나 멀리까지 뻗쳐 있는가 하는 점이다. 파커 탐사선은 아직 충분히 태양에 근접해 있지는 않지만, 1994년에 발사된 NASA의 WIND 우주선은 수십 년간의 태양풍 관측을 통해 이를 조사했다. 특히 과학자들은 태양의 주성분인 헬륨 관측에 집중했다. 태양 위의 다른 고도에서 헬륨의 온도를 추적한 결과, 헬륨의 온도 상승률은 태양풍의 이온들이 서로 충돌함에 따라 감소한다는 사실과 함께, 초고온 구역이 태양 표면 위 10~50 태양 반경에서 끝나는 것을 발견했다.그러나 더 자세한 분석은 코로나의 바깥쪽 가장자리가 태양풍 입자가 태양을 빠져나가는 경계인 알펜 포인터와 연결되었을 것으로 나타났다. 이전 연구에 따르면 알펜 포인트는 태양 활동이 증감에 따라 상승하거나 하강할 수 있다. 따라서 캐스퍼와 공동저자들은 WIND의 데이터를 해마다 검사했다. 그들은 초고온 지역과 알펜 포인터의 바깥 경계가 완전히 독립적인 연산에 따르는 것임에도 불구하고 완전히 예측 가능한 방식으로 밀접하게 연동한다는 놀라운 사실을 발견했다고 캐스퍼 교수가 밝혔다. 파커 탐사선이 태양에 더 가까이 다가갈 때 이 두 라인은 계속 움직일 것이므로 연구원은 우주선이 경계선과 교차할 시각도 계산한다. 탐사선이 이 핵심적인 지역의 데이터를 전송해줄 그 시간은 2021년이 될 것이다. 과학자들에게 우리 태양을 완전히 새로운 시각으로 볼 수 있게 할 역사적인 사건이 우리를 기다리고 있다. 파커 탐사선은 오는 9월 1일 세번째 근일점 통과를 예정하고 있으며, 금성의 중력을 이용한 플라이바이를 통해 태양에 더욱 근접하는 궤도를 만든다. 7년 동안의 미션 기간에 파커는 모두 24차례 근일점 통과를 수행함으로써 태양의 표면에 더욱 가까이 접근할 것이며, 또한 태양의 비밀에 보다 다가서게 될 것으로 예측된다. 이 연구논문은 6월 4일(현지시간) ‘아스트로피지컬 저널 레터’에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난달 25일(현지시간) 지구를 최근접해 지나간 특이한 소행성의 모습이 카메라에 포착됐다. 지난 3일 유럽남방천문대(ESO)는 초거대망원경 ‘VLT'(Very Large Telescope)로 포착한 소행성 ‘1999 KW4’의 모습을 사진으로 공개했다. 폭이 1.3㎞로 큰 편에 속하는 1999 KW4는 여러모로 흥미로운 소행성이다. 1999 KW4는 놀랍게도 그 주위를 도는 지름 500m 정도의 작은 위성 하나를 거느리고 있다. 둘 간의 거리는 약 2.6㎞로 지난 25일 1999 KW4는 시속 7만㎞의 속도로 지구를 지나갔다. 전문가들은 이처럼 크기가 다른 두 개의 소행성으로 이루어져 서로를 공전하는 천체를 ‘쌍 소행성’(asteroid binary)이라 부른다. 이날 지구와의 최근접 거리는 520만㎞로, 물론 우리에게 미치는 영향은 없었지만 학자들에게 1999 KW4는 중요한 연구자료가 된다. ESO 천문학자 올리비에르 하이노트는 "지구와 충돌할 위험이 없더라도 이같은 소행성은 우리에게 유용한 자료를 제공한다"면서 "최악의 경우 지구와 충돌하는 소행성이 있다면 지구 대기와 표면과 어떻게 상호작용하는지 예측하는데 도움을 줘 충돌시 피해를 줄일 수 있다"고 설명했다. 전문가들은 1999 KW4가 미 항공우주국(NASA)이 계획 중인 ‘다트’(DART·Double Asteroid Redirection Test)에도 참고가 될 것으로 보고있다. NASA는 소행성으로부터 지구를 지키기 위한 모의실험으로 오는 2021년 6월 일론 머스크의 스페이스X와의 협업으로 팰컨 9 로켓을 통해 특별한 우주선을 쏘아 올릴 예정이다. DART는 길이 2.4m의 우주선을 지구에서 약 1100만 ㎞ 떨어진 소행성 디디모스 쪽으로 보내 충돌시켜 그 궤도를 조금 바꾸는 것이 목표다. 디디모스 역시 한 쌍으로 된 소행성으로, 지름 780m의 디디모스A와 지름 160m의 디디모스B로 이뤄져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘문차일드’ ‘소우주’ ‘134340’ 3곡 등 포함 그룹 방탄소년단(BTS)의 노래가 미국항공우주국(NASA)의 달 탐사 우주선에서도 울려 퍼질 전망이다. NASA 존슨우주센터는 4일(현지시간) 공식 트위터 계정에 2024년 달 탐사 때 우주비행사들이 방탄소년단 노래 ‘문차일드’,‘소우주’,‘134340’을 듣는다고 공지했다. 그러면서 “방탄소년단과 RM 팬들이 정말 많다. 노래를 추천해 줘 고맙다”고 밝혔다. NASA는 아폴로 11호의 달 착륙 50주년을 기념해 2024년까지 달 탐사를 재개한다는 공표와 함께 우주비행사들이 들을 노래를 추천해 달라며 오는 28일까지 신청받겠다고 안내했다. 관련 소식이 알려지자 방탄소년단 팬들이 우주와 관련된 멤버들의 노래를 대거 추천한 것으로 보인다. ‘문차일드’는 리더 RM이 지난해 10월 발매한 솔로 앨범 ‘모노.’(mono.) 수록곡으로, 가사가 서정적인 분위기를 자아낸다. ‘소우주’는 방탄소년단의 새 앨범 ‘맵 오브 더 솔: 페르소나’(Map of the Soul: Persona) 수록곡으로 지난 1∼2일 영국 런던 웸블리 콘서트 피날레를 장식했다. 또 ‘134340’은 방탄소년단이 지난해 발매한 앨범 ‘러브 유어셀프 전 티어’(LOVE YOURSELF 轉 TEAR)의 수록곡이다. ‘134340’은 한때 명왕성으로 불렸지만 국제천문연맹(IAU)이 2006년 8월 행성 분류법을 바꾸면서 태양계 행성 지위를 잃고 왜소행성이 됐고, 소행성 목록에 옮겨져 ‘134340’이라는 번호를 부여받았다. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr

지구에 사는 우리는 볼 수 없는 국제우주정거장(ISS)에서 촬영된 지구의 환상적인 모습이 영상으로 공개됐다. 지난달 30일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 소속 우주비행사 닉 헤이그는 ISS에서 촬영한 지구의 모습을 1분으로 편집해 공개했다. 구름에 가려있는 지구의 모습이 환상적인 이 영상은 태평양에서 대서양을 걸쳐 촬영된 것으로 푸른 지구와 흰 구름이 절묘하게 어우러져 있다. 헤이그는 "지구 대기의 아름다움은 경계가 없는 것처럼 보인다"면서 "구름이 그림자 속으로 사라져가는 모습에 너무나 놀랐다"고 트위터에 적었다. 앞서 지난 3월 15일 헤이그는 다른 우주비행사 2명과 함께 러시아 우주선을 타고 ISS에 도착했으며 다시 지구로 돌아오는 오는 10월까지 각종 연구를 수행할 예정이다. 헤이그는 "ISS에 체류하는 두달 동안 중력 부족 때문에 허리가 쭉쭉 펴지며 키가 2인치나 커졌다"고 너스레를 떨었다. 이처럼 키가 갑자기 쑥 커진 것은 우주에서만큼은 특별한 현상이 아니다. 대체로 ISS에 머무는 우주비행사의 경우 평균 1㎝이상 자라는 현상이 발생하는데 이는 중력의 영향 때문이다. ISS의 경우 중력이 거의 없는 극미중력의 상태로 이로인해 척추 추간판의 두께등이 늘어난다. 그러나 지구로 돌아오면 다시 중력의 영향으로 원래 키로 돌아간다. 한편 ISS는 고도 약 350~460㎞에서 시속 2만 7740㎞의 속도로 하루에 16번 지구 궤도를 돈다. 이 때문에 ISS는 일출과 일몰은 물론 오로라, 태풍, 번개, 수많은 별들을 관측하기에 가장 좋은 명당자리다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

햇빛으로 추진되는 우주선이 지구 둘레를 돌게 될 것이라고 미국의 비영리 과학단체 행성협회가 3일(현지시간) 발표했다. 오는 22일 플로리다 케네디 우주센터에서 스페이스X 팰컨 헤비 로켓에 실려 우주로 발사될 이 햇빛돛(LightSail) 2호는 크기가 식빵 한 덩어리만한 것으로, 지구 궤도에 올라가면 접혀 있던 햇빛돛을 펼쳐 돛에 비치는 햇빛(광자)의 광압으로 추진력을 얻어 지구를 공전하게 된다. 햇빛은 태양계 어디서든 무제한으로 확보할 수 있는 만큼 햇빛돛 2호는 사실상 ‘무한동력’ 우주선인 셈이다. 대략 권투 경기장만 한 돛의 소재는 녹음 테이프나 포장지 등에 주로 이용되는 필름인 마일러(Mylar)이며, 무게는 5㎏에 불과하다. 햇빛돛 우주선이 실제 비행에 나서는 것은 이번이 처음이다. 지난 2015년 발사된 햇빛돛 1호는 우주에서 돛을 펴는 실험만 진행했다. 행성협회 대표들은 “성공하면 햇빛돛 2호는 햇빛을 사용하여 지구궤도를 도는 최초의 우주선이 될 것”이라면서 “빛은 질량이 없지만 다른 물체로 옮길 수 있는 운동량을 가지고 있다”고 설명한다. 햇빛돛은 태양으로부터 나오는 광자의 운동량을 추진력으로 사용해 비행하는 것이다.햇빛돛 2호의 주요 목적은 저비용의 큐브샛을 이용해 햇빛을 추진력으로 한 우주비행 시대를 열어 정부나 민간기구들로 하여금 보다 쉽고 저렴하게 우주탐사를 가능하게 하는 데 있다. 이 역사적인 햇빛돛 2호의 발사는 단독으로 이루어지는 것이 아니라, 미 국방부의 우주시험 프로그램-2의 일환으로 실시되는데, 이 프로그램은 24개의 우주선을 각기 다른 3개의 궤도로 진입시키는 것이다. 햇빛돛 2호는 지구궤도에서 다른 우주선과 근접 작업을 수행하는 방법을 보여주기 위해 설계된 조지아 공대의 우주선 프록스(Prox)-1에 실려 우주로 올라간다. 프록스-1은 우주에서 일주일을 보낸 뒤 지상에서 햇빛돛 2호를 궤도에 배치한다. 모든 것이 예상대로 진행된다면, 프록스 2에서 분리된 며칠 후 햇빛돛 2호는 태양 전지판을 펼친 다음 4개의 삼각형 마일러 햇빛돛을 전개한다. 광압이 누적될수록 우주선 고도는 점점 더 높아져 한 달 후면 지구 상공에서 720km 높이까지 치솟게 되는데, 이는 국제우주정거장(ISS) 고도의 두 배가 되는 고도이다. 720㎞의 높은 하늘은 공기 저항을 받지 않아 속력을 높이기 적합한 환경으로, 한번 가속되면 속도가 줄지 않고 연료를 보충할 필요도 없는 햇빛돛 2호는 우주 너머까지 여행할 수 있는 셈이다. 햇빛돛은 이미 우주탐사에 사용된 적이 있다. 2010년 일본우주항공기구(JAXA)는 최초의 우주 범선 이카로스를 발사하여, 지구에서 어느 정도 떨어진 곳에서 햇빛돛을 성공적으로 시연한 최초의 기관이 되었다. 미 항공우주국(NASA)은 2020년이나 2021년쯤 메가 우주발사 시스템 로켓이 탑재물들과 함께 달로 날아갈 때 심우주 햇빛돛 시험비행을 계획하고 있으며, NEA 스카우트 우주선은 햇빛돛을 사용하여 지구 근접 소행성을 탐사할 계획을 세우고 있다. 고인이 된 영국 물리학자 스티븐 호킹 박사도 초소형 우주 돛단배 1000대를 태양계 밖으로 보낸다는 야심찬 우주탐사 프로젝트를 추진한 바 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

수소 연료 전지는 21세기 청정에너지 기술로 주목받고 있다. 화석 연료와 달리 산소와 반응시키면 순수한 물 이외에 다른 부산물이 없어 친환경적일 뿐 아니라 직접 전기로 전환되기 때문에 에너지 전환 효율이 내연 기관보다 월등히 뛰어나기 때문이다. 따라서 친환경 연료 전지 차량 개발이 한창이다. 그런데 연료 전지 기술은 자동차에만 국한된 것이 아니다. 대규모 에너지 저장 시스템부터 항공기까지 그 범위를 확장하려는 시도가 이어지고 있다. 일리노이 대학, MIT, 보잉, 제네럴 일렉트릭(GE), 미 공군 연구소 등 미국 내 다기관 합동 연구팀은 '치타'(Center for Cryogenic High-Efficiency Electrical Technologies for Aircraft)라고 명명된 수소 연료 전지 기반의 전기 항공기를 개발 프로그램을 진행 중이다. 미 항공우주국(NASA)은 치타에 600만 달러의 초기 자금을 지원했다. 치타 프로그램에 앞서 에어버스, 지멘스, 롤스로이스를 비롯한 유럽 컨소시엄은 전기 및 하이브리드 항공기 개발 로드맵을 발표한 바 있다. 이 전기 및 전기 하이브리드 항공기는 리튬 이온 배터리를 사용한다. 하지만 아직 리튬 이온 배터리의 에너지 저장 밀도는 화석 연료보다 매우 낮다. 다시 말해 비행에 필요한 에너지를 공급하기 위해서는 많은 양의 배터리를 사용해야 한다. 자동차보다 무게에 민감한 항공기에는 적지 않은 부담이다. 치타 프로그램의 핵심은 액체 수소를 이용해 에너지 저장 밀도를 획기적으로 늘리는 것이다. 액체 수소의 에너지 저장 밀도는 사실 화석 연료보다 높은 데다 고효율의 연료 전지를 사용할 경우 연비가 획기적으로 높아진다. 문제는 수소는 매우 낮은 온도에서 액화 된다는 것이다. 따라서 개발 성패를 좌우하는 문제는 액체 수소를 안전하게 보관하는 것과 제트 엔진에 견줄 만한 성능을 지닌 전기 터보팬 엔진을 개발하는 것이다. 치타 프로그램은 현재 초기 개발 단계로 앞으로 갈 길이 먼 상태다. 무엇보다 액체 수소라는 다루기 까다롭고 위험한 연료를 어떻게 다루는지가 핵심이 될 것으로 보인다. 이 프로젝트가 성공할지는 미지수지만, 무공해 친환경이라는 시대적 과제는 항공기라고 해서 예외가 아니다. 따라서 항공기용 수소 연료전지 기술은 앞으로 상당 기간 주목받을 가능성이 크다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

당신이 가장 좋아하는 행성은 어떻게 돌고 있는가? 최근 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 ‘오늘의 천문사진’(APOD)에 태양계 여덟 행성들의 자전축 기울기와 자전속도를 비교한 흥미로운 동영상이 올라와 눈길을 끌고 있다. 여덟 행성의 기울기와 자전속도는 제각각이지만, 우리는 아직까지 그 이유를 명확히 밝혀내지 못하고 있다. 태양계의 여덟 행성들 중에는 거의 수직으로 서서 자전하는 것이 있는가 하면, 옆으로 벌렁 드러누운 채 자전하는 것도 있고, 또는 희한하게도 반대 방향으로 자전하는 행성도 있다. 이 동영상은 NASA에서 우리 태양계의 여덟 행성들을 한 자리에 모아놓고 그 기울기와 자전속도를 타임렙스로 제작해 비교해본 것이다.이 동영상에서 지구의 하루, 곧 지구가 한 번 자전하는 데는 몇 초가 걸리지만, 금성은 자전하는지조차 모를 정도로 천천히 돌고 있다. 한 바퀴 자전하는 데 지구 시간으로 234일이 더 걸리니, 눈으로 알아챌 수가 없을 정도다. 더욱이 금성의 자전 방향은 다른 행성들과는 반대다. 이는 금성의 초창기에 무엇으로부터 격심한 충격을 받았다는 명백한 증거이다. 크고 작은 차이는 있지만 안쪽의 암석 행성들은 태양계 초창기에 예외없이 그 같은 충격들을 받았다. 오늘날과 같은 행성의 자전축 기울기와 자전속도에는 수십억 년 전 먼 과거의 누적된 충격 여파가 숨어 있는 것이다. 그러나 우리는 그것들이 무엇에서 연유된 것인지는 다 밝혀내지 못하고 있다. 최근 발견되고 있는 수백 개의 외계행성들을 대상으로 컴퓨터 모델링을 통해 기울기와 자전속도에 숨은 비밀들을 연구하고 분석하는 것은 우리 태양계를 더욱 잘 이해하기 위한 작업이기도 하다. 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

마치 거대한 채석장에 온듯 수많은 바위와 돌들이 가득한 이곳은 어디일까? 최근 미 항공우주국(NASA)은 오시리스-렉스가 촬영한 소행성 ‘베누’(Bennu·1999 RQ36)의 생생한 표면 모습을 사진으로 공개했다. 이 사진(사진 위) 지난 3월 28일 오시리스-렉스에 장착된 폴리캠이 베누 표면 기준 3.4㎞ 거리에서 촬영한 것이다. 시야는 49.6m, 이미지 상단에 있는 크고 밝은 색의 바위 높이는 약 4.8m다. 또한 함께 공개된 사진(사진 아래)은 3월 21일 촬영됐으며 표면과의 거리는 3.5㎞로 시야는 48.3m다. 역시 수많은 바위와 돌로 가득차있는 소행성의 신비로운 모습이 사진 속에 담겨있다.NASA는 이 사진들을 공개하면서 '시민 지원군' 모집에 나섰다. 오시리스-렉스 프로젝트 수석연구원 단테 로레타 박사는 "오시리스-렉스는 표면으로 하강해 샘플 수집이라는 중요한 미션을 수행할 예정"이라면서 "이를위해 잠재적인 샘플 채취장소에 있는 모든 돌들의 포괄적인 목록화가 필요하다"고 밝혔다. 이어 "이를 위해 모든 돌과 바위, 분화구를 측정하고 매핑하는 일을 할 함께 할 자원봉사자를 모집 중"이라고 덧붙였다. 　한편 오시리스-렉스는 지난해 12월 초 베누에 도착해 현재 그 궤도를 진입해 비행 중에 있다. 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. 특히 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 표면까지 하강해 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취해 지구로 가져올 예정이다. 2020년에는 표면의 샘플을 60g이상 채취하며 이듬해에는 다시 지구로 귀환한다. 지구 도착은 2023년 9월로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.　　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리가 사는 ‘아름다운 행성’ 지구에서 낮과 밤이 바뀌는 광경을 자세히 보여주는 사진을 미국항공우주국(NASA)이 21일(이하 현지시간) 공개했다. 사진에는 낮과 밤의 경계선뿐만 아니라 바다와 구름 덕분에 한폭의 명화처럼 보이는 아름다운 광경도 볼 수 있다. 하지만 이처럼 낮과 밤의 경계선을 직접 볼 기회는 매우 드문 것으로 전해졌다. NASA에 따르면, 이 놀라운 사진은 지난 20일 국제우주정거장(ISS)에서 미국인 우주비행사 크리스티나 코크가 포착했다. 코크 비행사는 이날 자신의 트위터 계정에도 사진을 공유하며 “이 멋진 광경은 1년에 두어 번, 그것도 ISS에서 우주비행사들만이 볼 수 있다”면서 “ISS의 궤도가 1년에 두어 번만 지구의 낮과 밤 경계선 위로 정렬하기 때문”이라고 말했다. 이와 함께 “우리는 계속해서 햇빛에 있는데 태양으로 인해 생긴 지구의 그림자 위로는 절대 지나가지 않아서 우리 밑에 있는 지구는 항상 새벽이나 해 질 녘에 있다”고 설명했다. 이어 “구름을 볼 수 있는 아름다운 시간. #노필터”라고 덧붙였다. 이처럼 ISS에 탑승한 우주비행사들은 지구의 일출과 일몰이라는 마음을 사로잡는 광경을 관찰하는 데 익숙하다. ISS는 지구로부터 약 400㎞ 떨어진 상공에서 시속 2만 7600㎞의 속도로 92분 91초마다 하루에 16번 지구 궤도를 공전한다. 덕분에 우주비행사들은 매일 16번 일출과 일몰은 관찰한다. 이는 이들이 1년 동안 바라본 일출과 일몰이 수만 번에 달한다는 것을 의미한다. 예를 들어 은퇴한 미국의 우주비행사 스콧 켈리는 우주에서 1년 동안 1만944번의 일출과 일몰을 목격했다. 물론 ISS의 우주비행사들이 일출과 일몰만을 보는 것은 아니다. 이들은 이뿐만 아니라 오로라나 대기광 또는 태풍 등 지구에서 일어나는 각종 현상을 관측해 기록한다. 사진=크리스티나 코크/NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계 너무 외계에서 지구만한 크기의 행성 18개가 무더기로 발견됐다. 최근 독일 막스플랑크 연구소 등 공동연구팀은 지구보다 69% 작은 것부터 2배 정도 큰 사이즈까지 외계행성 18개를 발견했다는 연구결과를 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics)에 발표했다. 지구만한 크기의 외계행성을 찾는 것은 생명체 존재 가능성이 있는 '슈퍼지구'를 찾는다는 점에서 의미가 있지만 이를 발견하는 것은 어렵다. 지금까지 천문학자들이 발견한 외계행성은 4000개 이상이지만 이중 96%는 지구보다 크다. 특히 그중 대다수는 태양계의 큰형님 목성이나 해왕성 만하다. 그러나 이는 실제 우주에 목성처럼 큰 행성이 대다수라는 것을 의미하지는 않는다. 지구와 같은 행성은 매우 작아 아직 발견하지 못했기 때문이다. 이번에 발견된 18개의 외계행성 중 지구보다 작은 것은 총 3개로 가장 작은 행성은 지구 사이즈의 69% 정도다. 특히 한 행성에는 지표면에 물이 존재할 가능성이 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 흥미로운 점은 연구팀이 지난해 퇴역한 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경의 데이터를 재분석해 이같은 결과를 얻었다는 사실이다. 기존에 쓰던 케플러의 데이터에서 행성을 찾는 방식을 발전시켜 새로운 방법을 고안한 것. 학자들이 수많은 별들 속에서 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인하는 것이다.그러나 막스플랑크 연구소는 이와같은 기본 원리를 적용했지만 식현상의 갑작스러운 변화를 찾기보다는 더 점진적인 조명과 밝기를 고려해 작은 행성의 존재 유무를 확인했다. 논문의 제1 저자인 르네 헬러 박사는 "기존에 사용해온 표준 검색 알고리즘은 밝기의 갑작스러운 변화를 확인한다"면서 "이 때문에 큰 행성들의 경우 밝기의 급격한 하락을 보여주며 그 존재를 분명하게 알려준다"고 설명했다. 이어 "지난 2014년 부터 2018년 사이 얻어진 케플러의 데이터를 재분석했으며 이 기간 중 적어도 하나의 행성을 가진 517개의 별을 식별했다"면서 "향후 케플러의 후계자인 차세대 ‘행성 사냥꾼’ 테스(TESS)가 우주에 숨겨진 지구와 같은 행성을 더 많이 찾아낼 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr