아직 어둠이 내려앉아있는 산등성이 너머 동이 틀 무렵을 담은 이 사진의 장소는 어디일까? 최근 미 항공우주국(NASA)은 화성탐사로봇 큐리오시티가 촬영한 흥미로운 사진 한장을 홈페이지와 트위터 등에 공개해 관심을 모았다. 사진 속 장소는 막 해가 뜨고있는 화성의 풍경이다. 사진 왼쪽 상단에는 해가 떠오르고 어둠이 내려앉아있던 능선은 빛을 받아 서서히 밝아지는 모습이 사실 우리나라의 강원도 산 풍경과 구별이 되지 않을 정도다. 이에 지난 1일(이하 현지시간) 자신의 트위터에 사진을 공개한 큐리오시티 카메라 담당 더그 엘리슨은 "내가 본 화성 사진 중 가장 멋진 작품 중 하나"라면서 "뉴 멕시코주의 어떤 곳을 촬영한 것 같다"고 표현했다. 이 사진은 지난달 30일 큐리오시티가 화성에 착륙한 지 2601솔(SOL·화성의 하루 단위으로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)에 촬영됐다. 이날 큐리오시티는 오른쪽 내비게이션 카메라로 게일 크레이터의 풍경을 담았다. 　앞서 큐리오시티는 일출과는 반대로 해가 지는 화성의 모습을 촬영해 경외감을 안겼다. 붉은색으로 아름답게 물드는 지구와 달리 푸른색으로 으스스한 느낌을 주는 이 사진은 지난 2015년 4월 15일 956솔에 큐리오시티가 촬영했다. 화성의 석양이 푸른 것은 표면 약 40㎞ 위에 형성된 대류권이 대부분 먼지로 이루어져 필터처럼 붉은 태양빛을 걸러내기 때문이다. 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

인간의 머릿속으로는 상상도 할 수 없을 만큼 큰 은하도 인근에 '친구'가 있는 경우가 있다. 지는 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경에 장착된 광시야 카메라(WFC-3)로 관측한 두 은하의 사진을 공개했다. 심연의 어둠 속에서 밝게 빛나는 두 은하의 이름은 각각 NGC 6285(왼쪽)과 NGC 6286으로 이중 NGC 6286는 우리에게 '엣지' 있는 모습으로 보인다. NASA가 '다이내믹한 은하 듀오'라고 이름붙인 두 은하는 모두 나선은하로 상호작용하는 은하다. 서로의 중력적 영향으로 가스와 먼지를 끌어내고 모양도 왜곡되기 때문으로 지구에서 봤을 때 다소 뿌옇게 보인다. 이같은 이유로 '상호작용은하'로 분류되는 두 은하는 'Arp 293'로 함께 통칭된다. 용자리에 위치한 Arp 293은 지구와 무려 2억 5000만 광년 떨어진 곳에 위치해 있으며 두 은하의 거리도 사진 상으로 가까워 보이지만 13만 광년이나 떨어져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주의 크기나 거리를 실감하려면 어떻게 해야 할까? ‘우주 체험 교실’의 출발점은 딱 하나다. 바로 나의 크기에서부터 짚어나가야 한다는 것이다. 이때 편의상 대략 사람의 키를 1m로 친다. 키 작은 아이들도 생각해주자. 지구의 지름은 약 1만3000㎞이니까, 사람 띠로 이 지름을 만들려면 약 1300만 명이 필요하다. 남한 인구의 약 4분의 1이 손을 맞잡는다면 지구 지름만큼 된다는 얘기다. 지구 둘레는 4만㎞이니까, 70억 세계인구가 손을 맞잡는다면 지구를 20바퀴쯤 둘러쌀 수가 있다. 얼마나 많은 인구가 이 조그만 행성 위에서 복작거리면 사는가를 일단 실감할 수 있다. 다음, 지구와 달 사이의 거리는 약 38만㎞다. 지구를 징검다리처럼 우주공간에 약 30개쯤 늘어놓으면 얼추 달까지 닿는다. 생각해보면 달이 그리 멀지 않은 곳에 있다고 하겠다. 빛이 이 거리를 달린다면 1초 남짓 걸린다. 하지만 시속 100㎞로 달리는 차를 타고 밤낮없이 달리더라도 달까지 도착하는 데는 다섯 달, 약 158일이 걸린다. 우리의 척도로는 달도 정말 멀리 있는 셈이다. 참고로, 달의 지름은 지구의 4분의 1 남짓하다. 다음은 훌쩍 건너뛰어 태양까지의 거리를 짚어보자. 지구에서 태양까지의 거리는 약 1억 5000만㎞다. 이게 대체 얼마만한 거리일까? 천문학은 감수성과 상상력을 필요로 한다. 가장 간단한 답으로는, 1초에 지구 7바퀴 반 도는 초속 30만㎞인 빛이 8분 20초 걸려 주파하는 거리다. 초로는 약 500초인데, 달까지 거리의 약 400배에 달하며, 시속 100㎞의 차로 달리면 약 6만2500일이 걸리고. 햇수로는 약 170년이 걸린다. 하늘에서 늘 빤히 보이는 태양, 우리가 해바라기를 즐기는 태양이 실제로는 얼마나 멀리 떨어져 있는 별인가를 실감할 수 있다. 그런데도 그 먼 거리에서 내뿜는 별빛이 이리도 뜨겁다니 참 믿기지 않는 일이지만, 이것이 태양 표면 온도 6000도의 위력이다. 태양이 만약 10%만 지구 가까이에 위치했다면 지구상에는 어떤 생명체도 살지 못했을 것이다. 우리는 부디 태양이 그 자리를 지켜주기만을 기도해야 한다. 달보다 약 400배 멀리 떨어져 있는 태양은 지름의 크기도 달의 약 400배쯤 되는 바람에, 지구에서 볼 때 이 둘이 일직선상에 놓이면 딱 포개져서 개기일식이 된다. 이건 정말 우주적인 우연이라 하겠다. 덕분에 우리는 지구 행성에서 개기일식의 장관을 즐길 수 있게 된 것이다. 참고로, 태양은 지구 지름의 약 109배나 되는 크기다. 60억㎞만 나가도 지구는 한 점 티끌이번에 태양의 반대쪽으로 달려가 보자. 그쪽으로는 우리보다 먼저 달려간 보이저 1호가 있으니, 그 뒤를 졸졸 따라가보면 된다. 인류가 우주로 띄워보낸 ‘병 속 편지’ 보이저 1호는 지구인의 메시지를 싣고 2019년 12월 현재 지구로부터 약 220억㎞ 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 지구-태양 간 거리의 148배이고, 빛으로도 20시간이 더 거리는 아득한 성간공간이다. 미국의 무인 우주 탐사선 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까 현재 꼬박 만 42년을 날아가고 있는 셈이다. 목성과 토성 탐사, 그리고 성간 임무를 띤 보이저 1호는 출발한 지 12년 7개월 만인 1990년 2월에 명왕성 궤도에 다다랐다. 지구로부터 약 60억㎞, 40AU(1AU는 지구-태양 간 거리) 되는 거리다. 이쯤 되는 곳에서 보이저 1호에게 예정에 없던 미션 하나가 지구로부터 날아들었다. 카메라를 지구 쪽으로 돌려 태양계 가족 사진을 찍으라는 거였다. 이때 찍은 태양계 가족 사진 중 지구 부분이 모든 천체사진 중 가장 철학적인 사진으로 불리는 유명한 ‘창백한 푸른 점'(The Pale Blue Dot)이다.지구로부터 61억㎞ 떨어진 곳에서 찍은 이 사진을 보면 지구는 망망대해 같은 우주공간에 떠 있는 희미한 점 하나에 지나지 않는다. 미 항공우주국(NASA)에서 동그라미를 쳐주지 않았다면 알아보기도 힘든 점이다. 황도대의 희미한 빛줄기 위에 떠 있는 한 점 티끌이 바로 지구다. 아침 햇살 속에 떠도는 창 앞의 먼지 한 점과 다를 게 없어 보인다. 이 티끌의 표면적 위에 아웅다웅하는 70억 인류와 수백만 종의 생물들이 살아가고 있는 것이다. 이 정도의 거리만 나가도 지구는 거의 존재를 찾아보기 힘들게 된다. 태양계도 이토록 드넓은 동네임을 알 수 있다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간 간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 보이저 1호는 어느 천체의 중력권에 붙잡힐 때까지 관성에 의해 계속 어둡고 차가운 우주로 나아갈 운명이다. 연료인 플로토늄 238이 바닥나는 2020년께까지 보이저 1호는 아무도 가보지 못한 태양계 바깥의 모습을 지구로 전해줄 것이다. 태양계를 벗어난 보이저 1호가 먼저 만나게 될 천체는 혜성들의 고향 오르트 구름이다. 하지만 300년 후의 일이다. 이 오르트 구름 지역을 빠져나가는 데만도 약 3만 년이 걸린다. 그 다음부터 4만 동안에는 그 진로상에 어떤 별도 없어 홀로 외로이 날아가야 한다. 약 7만년을 날아간 후 보이저 1호는 18광년 떨어진 기린자리의 글리제 445 별을 1.6광년 거리에서 지날 것이며, 그 다음부터는 적어도 10억 년 이상 아무런 방해도 받지 않고 우리은하의 중심을 돌 것이다. 가장 가까운 별까지 가려면 6만 년 걸린다은하까지 가기 이전에 태양에서 가장 가까운 별인 4.2광년 걸리는 프록시마 센타우리란 별부터 방문해보도록 하자. 가장 가까운 이웃별인 이 별까지 빛이 마실갔다 온다면 8년이 넘게 걸린다. 그 빠른 빛도 우주 크기에 비한다면 달팽이 걸음에 지나지 않는 셈이다. 그렇다면 인간이 가장 빠른 로켓을 타고 간다면 얼마나 걸릴까? 인류가 끌어낼 수 있는 최대 속도는 초속 23km다. 이는 2015년 명왕성을 근접비행한 NASA 탐사선 뉴호라이즌스가 목성의 중력보조를 받아 만들어낸 속도로, 지구 탈출속도의 2배가 넘는다. 대략 총알보다 23배가 빠르다고 생각하면 된다. 뉴호라이즌스에 올라타 프록시마 별까지 신나게 달려보기로 하자. 얼마나 달려야 할까? 1광년이 약 10조㎞니까, 4.2광년은 약 42조㎞다. 이 거리를 뉴호라이즌스가 밤낮없이 달린다면 무려 6만 년을 달려야 한다. 왕복이면 12만 년이다. 가장 가까운 별까지 가는 데도 이렇게 걸린다는 얘기다. 이것이 바로 인류가 외계행성으로 진출할 수 없는 가장 큰 이유다. 우리 인류는 이처럼 우주 속에서 엄청난 공간이란 장벽으로 차단되어 있는 것이다. 그럼 내친 김에 뉴호라이즌스를 타고 우리은하 끝에서 끝까지 한번 가보자. 얼마나 걸릴까? 우리은하는 지름이 약 10만 광년이다. 프록시마까지 간 자료가 있으니까 비례계산을 하면 금방 답이 나온다. 14억 년! 우주 역사의 약 10분의 1에 해당하는 시간이다. 이는 인류에게 거의 영겁이라 할 만하다. 지구상에 나타난 게 몇십만 년밖에 안되는 인류에게 14억 년이란 참으로 긴 세월이다. 장엄하게 빛나던 태양은 점점 체온을 높아가 뜨거워질 것이며, 그때쯤이면 이미 지구는 석탄불 위의 감자처럼 바짝 구워져 염열지옥이 되어버렸을지도 모른다. 그런데 이런 방대한 은하가 우주공간에 약 2000억 개가 있고, 은하간 공간의 평균거리는 수백만 광년이나 된다. 그리고 우주의 크기는 약 940억 광년이라는 NASA 계산서가 현재 나와 있다. 940억 광년이란 인간의 모든 상상력을 동원해도 실감하기 어려운 크기다. 빛의 속도로 지금도 팽창하고 있는 우주는 앞으로도 얼마나 더 커질지는 아무도 모른다. 이처럼 우주는 광대하다. 터무니없이 광대하다. 그래서 어떤 천문학자는 이런 푸념을 하기도 했다. “신이 만약 인간만을 위해 우주를 창조했다면 엄청난 공간을 낭비한 것이다.” 우주의 크기를 체험해보려 한 애초의 우리 계획은 이쯤에서 접는 게 현명하지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

3D 프린터는 21세기 제조업 혁신을 이끌 신기술로 주목받고 있습니다. 복잡한 구조의 물체를 한 번에 출력할 수 있다는 것과 다양한 형태의 제품을 한 번에 쉽게 제조할 수 있다는 점 덕분에 여러 가지 응용이 가능하기 때문입니다. 예를 들어 복잡한 형태의 부품을 사용하지만, 대량 생산이 필요 없고 발사 때마다 부품 공급이 필요한 우주 로켓 제조 분야에 안성맞춤이라고 할 수 있습니다. 과거에는 3D 프린터로 고온 고압 환경을 견딜 수 있는 금속 제품을 출력하기 힘들었지만, 미 항공우주국(NASA)은 물론 여러 민간 기업에서 연구를 계속한 덕분에 이제 신뢰할 수 있는 성능을 지닌 금속 부품을 출력할 수 있게 됐습니다. 하지만 지금까지 주요 로켓 제조사들은 엔진 부품 등 일부 부품만 금속 3D 프린터로 출력하고 나머지는 일반적인 제조 기술을 이용해 로켓을 제작했습니다. 반면에 2015년에 설립된 민간 우주 로켓 스타트업인 랠러티비티 스페이스(Relativity Space)는 로켓 전체를 3D 프린터로 출력한다는 다소 무모해 보이는 프로젝트를 추진하고 있습니다. 그러나 이들의 계획이 전혀 근거 없는 것은 아닙니다. NASA는 이들을 위해 테스트 시설을 빌려줬고 미 공군 역시 2021년 첫 발사를 위해 케이프 커내버럴 기지에 발사 시설 건설을 승인했습니다.렐러티비티 스페이스의 첫 로켓인 테란-1(Terran-1)은 높이 30m에 지름 2m인 2단 로켓입니다. 저지구궤도(LEO) 페이로드는 1250㎏으로 중형 위성까지 발사가 가능합니다. 1회 출력 비용이 1000만 달러로 저렴하고 3D 프린터로 출력할 수 없는 부분을 제외하고 95%의 부품을 60일 이내에 출력할 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다. 테란-1을 출력하기 위해 렐러티비티 스페이스는 세계에서 가장 큰 금속 3D 프린터 중 하나인 스타게이트(Stargate)를 개발했습니다. 스타게이트는 거대한 로봇 팔에 탑재된 프린터 헤드를 통해 엔진, 연료 탱크, 페이링 및 로켓 동체를 출력합니다.(사진) 테란-1의 1단에는 9개의 Aeon-1 엔진이 탑재되고 2단에는 한 개의 Aeon-1 엔진이 탑재됩니다. 이 엔진은 니켈 합금으로 출력되며 불과 100개의 부품으로 구성되어 있습니다. 로켓 엔진은 매우 복잡한 구조를 지녔지만, 한 번 쓰고 버렸기 때문에 비용이 많이 소모됐습니다. 복잡한 구조를 지닌 로켓 엔진을 3D 프린터로 한 번에 출력하면 제조 시간과 비용을 획기적으로 단축할 수 있습니다. 참고로 연료는 액체 산소와 액체 메탄이며 엔진 1기의 추력은 68.9kN입니다. 이 엔진은 NASA 존 C 스테니스 우주 센터의 E-3 테스트 시설에서 100회에 달하는 연소 테스트를 진행했습니다. 물론 3D 프린터로 출력한 로켓이 제조사의 기대대로 높은 압력과 열을 견디고 안전하게 발사될지는 2021년에 실제 발사를 해보기 전까지는 장담할 수 없습니다. 하지만 만약 성공한다면 금속 3D 프린터의 가장 획기적인 성과가 될 것입니다. 비정기적으로 발사되는 우주 로켓은 대량 생산을 통해 규모의 경제를 구현하기도 어렵고 구조가 복잡해 비용을 낮추기도 힘들었습니다. 가능하기만 하다면 금속 3D 프린터는 이 문제에 대한 완벽한 해결책이 될 수 있습니다. 하나의 3D 프린터로 다양한 로켓을 생산할 수 있는 것은 물론 로켓 주문이 없을 때는 다른 제품을 출력하면서 얼마든지 수익을 낼 수 있기 때문입니다. 새로운 로켓을 개발하고 테스트하는 시간과 비용 역시 크게 단축될 것입니다. 물론 랠러티비티 스페이스의 시도가 성공하지 못해도 금속 3D 프린터가 로켓 및 항공 제조 부분에 큰 혁신을 가져올 것은 분명합니다. 현재는 조심스럽게 접근하고 있는 제조사들도 금속 3D 프린터 관련 기술과 경험을 축적하면 적용 범위를 계속해서 늘려나갈 것입니다. 그리고 3D 프린터를 통한 혁신은 우주 항공 산업뿐 아니라 다른 분야로도 계속해서 확산할 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미국항공우주국(NASA)이 2024년까지 달에 보낼지도 모르는 새로운 달 착륙선에 관한 콘셉트(개념) 이미지가 공개돼 눈길을 끈다. NASA는 26일(현지시간) 최근 한 연구를 통해 달의 극지방에 탐사로봇을 보낼 중형급 달 착륙선에 관한 개념을 만들어냈다고 밝혔다. 현재 ‘팔레트 랜더’(pallet lander)로 불리는 이 착륙선은 300㎏의 탐사로봇과 탑재물을 달의 극지방에 보내기 위해 단순하게 고안됐다. 이 착륙선은 상업용 로켓과 우주선에 실려 달까지 이동할 예정이다.이에 대해 프로젝트 책임자인 NASA 마셜 우주비행센터의 수석 시스템 공학자인 로건 케네디 연구원은 “복잡함을 줄이기 위해 단일 문자열 시스템, 최소 메커니즘, 기존 기술을 사용했지만 정밀 착륙 시 위험요소를 피해 탐사로봇 운용에 도움이 되도록 보다 발전된 계획을 세웠다”고 설명했다. 착륙선은 단순하고 저렴하게 만들지만, 탐사로봇 등 탑재물이 파손되지 않도록 정확한 지점에 안전하게 착륙시키기 위한 계획이다. 또 케네디 연구원은 “달 착륙선이 더 큰 적재량을 수용하도록 발전함에 따라 단순하지만 성능이 뛰어난 착륙선이 필요하게 됐다. 이 개념은 지난 몇 년간 여러 팀에 의해 개발됐고 그 필요성을 충족했다”면서 “우리 결과물이 다른 팀에게도 도움이 되길 바란다”고 덧붙였다. 팔레트 랜더 착륙선의 디자인은 도널드 트럼프 미국 대통령이 지난 3월 2028년으로 예정돼 있던 차기 달 탐사 계획을 2024년으로 4년 앞당긴 뒤 공개됐다. 한편 착륙선에 관한 자세한 내용은 NASA 웹사이트에 게재된 기술보고서(TP)를 통해 확인할 수 있다.사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양풍은 인류에게 우호적인 존재가 아니다. 태양이 끊임없이 방출하는 고에너지의 하전된 입자는 태양계 전체를 방사선으로 가득 채우며 때로는 인공위성을 손상시키고, 나아가 대기로 보호되지 않는 행성에 생명체가 서식할 수 없게 만든다. 태양풍은 문자 그대로 태양으로부터 바람처럼 불어져나오는 것이지만, 최근 우리 태양계 가장자리에서 이루어진 새로운 관측에서 알 수 있듯이, 그것은 성간 공간에서 태양계로 쏟아져 들어오는 보다 강력한 우주선(宇宙線)으로부터 태양계를 보호한다는 사실이 밝혀졌다. 태양풍이 모든 방향으로 수십 억㎞ 외부로 퍼지면서 태양계 전체를 둘러싸는 거품을 만든다. 태양풍이 성간 공간을 통해 쏟아져 들어오는 강력한 우주선과 충돌하는 이 거품 영역의 가장자리에는 헬리오포즈(heliopause)라고 불리는 뜨겁고 두꺼운 플라스마 장벽이 있다. 지구-태양 간 거리보다 약 120배(120AU) 먼 거리에 있는 이 우주의 경계는 태양계 밖의 별들과 별의 폭발이 야기하는 강력한 복사를 막아내는 방패구실을 하여 우주선을 희석시킨다. 최근 '네이저 천문학’ 저널 4일자에 발표된 일련의 연구에서, 천문학자들은 미 항공우주국(NASA)의 보이저 2호가 수집한 데이터를 사용하여 이 우주 경계의 상황을 직접 분석했다. 보이저 2호는 하루 만에 이 헬리오포스를 거뜬하게 통과했으며, 연구자들은 플라스마 장벽이 이전 연구에서 추정한 것보다 훨씬 더 뜨겁고 두터워 태양계와 성간 공간 사이의 물리적인 장벽 구실을 효과적으로 하고 있다는 사실을 알아냈다.보이저 1, 2호가 발사된 1977년 이래 보이저 프로그램에 참여한 에드워드 스톤 캘리포니아 공대 천문학자에 따르면, 이 장벽은 태양계로 밀어닥치는 우주 방사선 중 약 70%를 차단하는 것으로 알려졌다. 스톤은 새로운 보이저 연구에 관한 기자회견에서 “헬리오포즈는 태양풍과 우주선이 충돌하는 접촉면”이라고 설명하면서 “수백만 년전 폭발한 초신성들이 쏟아낸 우주선의 약 30 % 만이 이 경계를 뚫고 들어올 수 있다”고 밝혔다. 2018년 11월, 보이저 2호는 헬리오포즈를 통과하여 태양계를 떠난 역사상 두 번째 인공물이 되었다. 쌍둥이 탐사선 보이저 1호는 2012년 8월 최초로 성간 공간으로 진출했지만, 기기 고장으로 인해 헬리오포즈에 관한 데이터를 제대로 분석할 수 없었다. 보이저 2호가 성간 공간 여행에서 수집한 방사선 데이터에 따르면, 헬리오포즈의 온도는 섭씨 3만1000도에 달했다. 이전 천문학적 모델이 예측한 온도의 약 두 배로, 태양풍과 우주선 간의 충돌이 훨씬 더 격렬함을 시사하는 것이다. 헬리오포즈의 뜨겁고 두꺼운 플라스마 벽은 우주를 뚫고 지나가는 대부분의 유해한 광선으로부터 태양계를 보호하지만, 그 경계면이 예상만큼 균일하지 않다는 사실도 발견했다. 헬리오포즈 가장자리는 결국 완벽한 '거품막'은 아니며, 어떤 지역에는 성간 방사선이 침투할 수 있는 구멍들이 있다는 것이다. 보이저 2호의 데이터는 헬리오포즈 경계에서 이런 구멍 두 개를 감지했다. 여기서 측정되는 방사선 수준은 정상치보다 훨씬 높은 것을 감지했다. 우주 방사선의 수준이 급등하여 그 상태를 유지했다는 것은 보이저 2호가 태양계를 벗어나 새로운 공간 영역으로 들어갔다는 것을 의미한다. 우리 태양계를 보호하는 하전된 태양풍 외투는 완벽하지 않을 수 있지만, 보이저 2호가 확인한 것처럼 아늑한 우리들의 보금자리를 사나운 우주 광야와 분리시키는 기능을 훌륭히 수행하고 있다. 우리가 헬리오포즈에 감사해야 하는 이유다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

우주 생명체의 기원은 지난 과학의 역사에서 가장 미스터리한 영역에 속해있다. 생명체의 기원을 찾기 위한 과학자들의 노력이 이어지는 가운데, 일본 연구진이 지구에 떨어진 운석에서 그 실마리를 찾았다는 연구결과를 발표했다. 일본 도호쿠대 지구과학부 교수인 후루카와 요시히로 교수와 미국항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터 공동 연구진은 지구에 떨어진 운석 2종을 정밀 분석했다. 분석에 사용한 것은 2001년 모로코에 떨어진 5㎏ 운석과 1696년 호주에 떨어진 100㎏ 이상의 대형 운석의 샘플 분말이다. 분석 결과 해당 운석들에서는 유전물질인 리보핵산(RNA)의 필수 당 성분인 리보스가 발견됐다. 구체적으로는 리보스를 구성하는 당 성분인 ‘아라비노스’와 ‘자일로스’가 발견됐으며, 운석에서 생명에 필요한 유전물질인 리보핵산 구성요소가 발견된 일은 이번이 처음이다. 일반적으로 리보핵산은 유전자(DNA)의 특성을 복사한 뒤 단백질을 구성하는 역할을 한다. DNA와 RNA(리보핵산)은 모두 유전물질이나, 이중 리보핵산은 다른 분자의 도움 없이도 스스로 복제가 가능한 특징이 있다. 때문에 운석에서 리보핵산 구성요소를 발견한 이번 연구는 초기 생명체가 DNA가 아닌 리보핵산(RNA)를 자기 복제했다는 학계의 가설을 뒷받침하기에 충분하다. 연구진은 지구 밖에서 온 당 성분이 지구 생명체의 기원이 됐을 가능성이 있다고 추측했다. 연구를 이끈 후루카와 교수는 “이번 연구는 우주에서의 리보스와 당이 지구로 전달됐다는 최초의 직접적인 증거”라면서 “외계에서 온 당 성분은 생물체가 탄생하기 이전의 지구에 RNA를 형성하고, 이것이 생명의 기원으로 이어졌을 수 있다”고 설명했다. 이어 “운석은 초기 지구에게 프리바이오틱 유기 분자를 전달한 운반체였다. 따라서 운석에서 외계 당 성분을 탐지하면 이러한 결과는 태양계 밖의 다른 행성과 달의 생명체 기원을 참사하는 데에도 도움이 될 것‘이라고 덧붙였다. 연구진은 곧 일본의 소행성 탐사선인 하야부사 2호와 NASA의 소행성 탐사선 오시리스-렉스를 통해 소행성 샘플을 지구로 운반하고, 이 우주 암석에서 당 성분을 추출할 수 있는 기회를 기다리고 있다. 이번 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(18일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

목성은 미니 태양계라고 불릴 만큼 많은 위성을 거느리고 있다. 이 중 생명체를 탐사하기 위한 위성 하나를 고른다면 많은 과학자들이 주저 없이 유로파를 선택할 것이다. 유로파 표면은 생명체가 존재할 수 없는 극저온 상태지만, 두꺼운 얼음 지각 아래에 바다가 존재한다는 강력한 증거가 있기 때문이다. 지구와 마찬가지로 바다가 있다면 당연히 생명체가 존재 가능성을 생각하지 않을 수 없다. 물론 과학자들은 가능성만으로는 만족하지 못한다. 미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)의 과학자들은 유로파를 입체적으로 탐사하기 위해서 다양한 우주선과 로봇 탐사선을 계획하고 있다. 이 가운데 수중 로버인 BRUIE(Buoyant Rover for Under-Ice Exploration)는 지금까지 없었던 독특한 방법을 사용한다. 이 로버의 가장 큰 특징은 부력을 사용한다는 것이다. BRUIE는 물 위에 뜨는 가벼운 로버로 유로파의 얼음 지각 바로 아래에 붙어 바퀴로 이동한다. 얼음이 없다면 바로 물 위에 뜨겠지만, 위에 얼음이 있는 경우 얼음 아래 붙어 이동하는 것이다. 얼음 지각 아래 바다가 있는 유로파의 독특한 환경을 이용한 방법이다. NASA 연구팀은 2015년에 폭 1m 정도의 프로토타입 로버를 알래스카의 바다에서 테스트했다. 그리고 여기서 얻은 지식을 바탕으로 지구에서 유로파의 바다와 가장 흡사한 환경을 지닌 남극에서 테스트를 진행할 예정이다. 남극의 두꺼운 빙하와 차가운 바다는 BRUIE를 테스트하기에 적합하긴 하지만, 해류의 흐름이 빨라 몇 달씩 안정적으로 탐사를 벌이는 일은 만만치 않은 도전이 될 것으로 보인다.다만 이번 테스트가 성공적으로 진행되더라도 BRUIE가 가까운 미래에 유로파로 향하게 되는 것은 아니다. 그보다 유로파 표면에 대한 상세한 탐사가 먼저다. 이 과제는 2020년대 중반 발사 예정인 유로파 클리퍼 탐사선의 몫이다. 과학자들은 유로파 클리퍼가 보낸 데이터를 바탕으로 얼음의 정확한 두께와 물리적 특성을 파악하고 이를 파고들어 내부에 바다에 도달할 방법을 연구해야 한다. 그리고 그다음 바다에 보낼 탐사선의 종류를 결정해야 한다. BRUIE 같은 로버 이외에 소형 무인 잠수정 형태가 가장 유력한 방법으로 생각된다. 인류가 보낸 탐사선이 유로파의 바다에 도달하는 것은 적어도 수십 년 후 미래가 될 것이다. 하지만 여기서 단순한 박테리아라도 발견된다면 이는 인류 역사상 가장 큰 과학적 발견이 될 것이다. 생명체가 지구에서만 탄생한 것이 아니라는 강력한 증거이기 때문이다. 물론 실제 탐사에 이르기까지의 과정은 매우 험난하겠지만, 인류는 결국 답을 알아낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우려가 현실이 됐다. 아름다운 물의 도시 베니스의 절반 이상이 홍수의 피해를 입었다. 50여 년 만에 가장 큰 홍수다. 전문가들은 베니스가 점점 ‘수장’(水葬)의 위기를 겪는 이유가 기후변화에 있다고 지적한다. 미국 시사주간지 타임은 22일 보도에서 베니스와 마찬가지로 기후변화의 영향 탓에 베니스와 같은 위기를 겪고 있는 유네스코 지정 세계문화유산들을 소개했다.▲스카라 브레(Skara Brae)-영국 스코틀랜드 오크니제도 스카라 브레는 석기시대의 마을로, 1950년 커다란 폭풍우가 불어와 모래를 날려 버리기 전까지, 몇 세기 동안이나 모래 언덕 아래 묻혀 있었다. 모래 아래에서 드러난 유적은 5000년 전 혹은 그 이전에 살았던 고대 인류의 일상생활을 생생하게 들여다 볼 수 있게 해줘 세계문화유산으로서 높은 가치를 인정받았다. 그러나 스카라 브레는 어느 순간부터 말 그대로 물에 씻겨져 내려갈 위기에 처했다. 기존에는 방파제가 해당 지역을 보호하는 역할을 했지만, 바닷물의 수위가 높아져 제방이 붕괴되기 시작해면서 보호막 역할이 불가능해졌기 때문. 특히 오크니제도에 태풍이 불어닥치기라도 할 때면 피해는 더욱 커졌다. 미국 참여과학자모임(Union of Concerned Scientists)의 기후 및 에너지 프로그램 담당 연구원인 아담 마컴 박사는 타임과 한 인터뷰에서 “언젠가 우리는 눈을 떠 아침에 일어났을 때 스카라 브레가 완전히 사라져 버렸다는 걸 알게 될지도 모른다”고 경고했다. ▲옐로스톤(Yellowstone)-미국 와이오밍, 몬타나, 아이다호 주 옐로스톤 국립공원은 미국 최대, 세계 최초의 국립공원으로, 1만 가지가 넘는 지리적 물질 및 지구 간헐천의 3분의 2에 해당하는 300개의 간헐천이 존재한다. 야생동물의 보고이자 온천과 폭포, 기암괴석이 산재한 곳이며 1978년 유네스코 자연유산으로 지정됐다. 옐로스톤 국립공원은 베니스나 스카라 브레처럼 물에 휩쓸려 훼손될 위험은 없지만, 그렇다고 기후변화의 위기와 동떨어져 있지도 않다. 기후변화로 지구온난화가 심각해지고 이상 기후가 이어지면서, 옐로스톤의 삼림 면적이 꾸준히 줄고 서식하는 생명체가 줄어드는 등 공원 전반의 생태계가 변화하고 있다. 마컴 박사는 “기후변화는 생태계의 많은 부분에 영향을 미치고, 이는 도미노 현상과도 비슷하다. 공원과 그 주변에까지 영향을 미친다”면서 “미국항공우주국(NASA)dp 따르면 기온이 상승하면서 공원 일대에 서식하는 나무인 백송(Whitebark Pine)이 서식하는 고도가 점차 높아지고 있는 것이 확인됐다”고 설명했다.▲조지타운(Georgetown)-말레이시아 북서부 피낭섬 믈라카와 함께 2008년 세계문화유산으로 지정된 조지타운은 동아시아와 동남아시아의 다양한 문화 무역 도시라는 독특한 모형을 보여주고, 약 500년 간 여러 인종과 국가의 거래로 겪은 다양한 변화를 고스란히 간직하고 있다는 점에서 주요 유산으로 꼽힌다. 그러나 기후변화로 인해 잦은 홍수가 발생했고, 강이 범람해 마을이 물에 잠기는 등 홍수 피해가 끊이지 않고 있다. 2017년에는 최악의 폭풍우로 2000여 명이 대피하기도 했는데, 전문가들은 태풍에서 기인한 폭풍우가 도시 전체를 물에 잠기게 할 수 있다고 우려하고 있다. 말레이시아 당국은 피낭의 조지타운을 보호하기 위해 일명 ‘스펀지 도시 모델’을 계획하고, 도시에 녹지 구간을 확장해 마치 스펀지처럼 땅 표면이 물을 흡수하도록 만들겠다고 밝혔다.▲그레이트 베리어 리프(Great barrier reef)-호주 호주에 있는 세계 최대 산호초 지대인 그레이트 베리어 리프는 형형색색의 아름다운 산호초 및 해양 생물들을 볼 수 있는 세계문화유산 중 하나다. 그러나 바닷속 오아시스 역할을 하는 산호초들이 새하얗게 변하는 백화현상이 끊이지 않고 있다. 전문가들은 이것이 지구온난화로 인한 현상이라고 지적한다. 바다의 수온이 상승하면 산호들이 작은 광합성 조류를 배출하는 과정에서 하얗게 변해버리고, 다시 빠른 시간 안에 충분히 차가워지지 않으면 결국 몇 주 후에 죽고 만다. 마컴 박사는 “우리가 그레이트 베리어 리프를 살릴 수 있는 유일한 방법은 지구 온난화 속도를 늦추고 기후변화를 막는 것 뿐”이라면서 “산호초는 기후변화 때문에 완전히 파괴되고 말 것이다. 이는 의심할 여지가 없다”고 목소리를 높였다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)과 여러 국제 협력 파트너들은 달 궤도에 유인 우주 정거장인 '루나 게이트웨이'(Lunar Gateway)를 건설하기 위해 힘을 모으고 있다. 루나 게이트웨이 건설은 2022년부터 시작되며 2024년으로 예정된 달 재착륙과 이후 이뤄질 달 탐사의 기반 시설이 될 예정이다. 그리고 더 나아가 달은 물론 화성과 소행성처럼 더욱 먼 우주의 전진 기지로 활용할 예정이다. NASA는 루나 게이트웨이에 지금까지 개발한 최첨단 우주 기술을 모두 적용할 계획이다. 차세대 이온 로켓 엔진인 AEPS(Advanced Electric Propulsion System)가 그 대표적인 사례다. 기존의 화학 로켓은 강력한 힘을 낼 수 있지만, 막대한 연료를 소모한다는 단점이 있었다. 장거리 우주 탐사에서 우주선 무게의 대부분을 연료로 채울 순 없기 때문에 과학자들은 더 연료 효율이 높은 대안을 연구했다. 이온 로켓 엔진은 전자기장의 힘으로 이온 입자를 매우 빠른 속도로 발사해 추력을 얻기 때문에 화학 로켓 대비 절반 이하의 연료로 같은 속도를 얻을 수 있다. 하지만 한 번에 많은 연료를 연소시킬 수 없기 때문에 힘이 약해 우주선 자세 제어나 소형 우주 탐사선 엔진으로 사용됐다. NASA는 로켓 제조 전문 회사인 에어로젯 로켓다인(Aerojet Rocketdyne)사에 기존의 이온 로켓 엔진보다 훨씬 강력한 차세대 이온 추진 엔진인 AEPS의 개발을 의뢰했다.AEPS는 전문적인 용어로 ‘전자기 쉴드를 이용한 홀 효과 로켓'(Hall Effect Rocket with Magnetic Shielding, HERMeS)라는 형태의 이온 로켓 엔진으로 4.2-12.5kW의 출력을 낼 수 있다. 루나 게이트웨이의 엔진 모듈인 전력 및 추진 장치(Power and Propulsion Element, PPE)에는 이 엔진 네 개가 탑재되어 최대 50kW의 출력을 낼 수 있다. 연료로는 제논(Xenon)이 사용되는데, 루나 게이트웨이에는 5t 정도가 탑재되며 최대 5만 시간 작동할 수 있다. 제논 자체는 비활성 기체로 산소와 반응해 연소하지 않기 때문에 이를 빠른 속도로 방출하기 위해서는 전기 에너지가 필요하다. 이 에너지는 60kW급 태양전지인 ROSA(roll-out solar array)가 공급한다. AEPS는 차세대 우주 탐사의 끝이 아닌 시작이다. NASA는 루나 게이트웨이에서 50kW급 이온 추진 로켓의 신뢰성과 성능을 테스트할 것이다. 그리고 여기서 만족할 만한 성과를 거두면 앞으로 이 기술을 기반으로 더 강력한 이온 추진 로켓을 개발한다는 로드맵을 지니고 있다. 수백 kW급 추전력을 지닌 이온 추진 로켓을 개발할 수 있다면 대형 우주선을 화성과 그 너머로 보낼 수 있을 것이다. 물론 말처럼 간단한 일은 아니지만, 지금처럼 적극적인 연구와 투자가 이뤄진다면 우주 개발의 미래는 밝을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

우주 화성도 지구와 마찬가지로 ‘극단적 기후변화’를 겪었는지 여부를 확인할 날이 머지않았다. 영국 스코틀랜드 스털링대학교 연구진은 미국항공우주국(NASA)의 화성탐사선 ‘인사이트호’에 장착된 지열측정용 기기를 통해 화성의 기후변화 여부를 짐작할 수 있다고 설명했다. 인사이트호의 핵심장비 중 하나로 꼽히는 지열측정용 ‘HP3’는 독일항공우주연구소(DLR)이 개발한 것으로, 화성 표면에서 약 5m 깊이까지 피고 들어가 화성 땅의 온도를 측정한다. 연구진은 HP3로부터 얻은 데이터를 기반으로 시뮬레이션을 진행 중이다. 해당 데이터를 통해 화성 지열의 변화를 측정할 수 있다면, 화성의 형성과 진화과정 뿐만 아니라 이미 지구가 겪고 있는 기후변화를 이해하는데에도 도움이 될 것으로 기대를 모으고 있다. 연구진은 “HP3는 화성 지하로 파고 들어가 내부의 온도와 열 흐름을 기록할 것이다. 열 흐름은 화성의 깊은 내부에 대해 알려주고, 형성 및 진화 모델을 만드는데 도움이 된다”면서 “기후변화로 인해 화성 지하에 저장돼있는 열을 HP3가 감지해 낼 것”이라고 설명했다. 이어 “HP3가 화성의 기후변화를 감지해 낼 수 있다면, 다른 행성에서도 유사한 측정을 수행할 수 있을 것”이라면서 “우리는 이것이 화성의 기온 변화뿐만 아니라 토양의 기압이나 열전도도의 변화 등도 탐지할 수 있을 것으로 본다”고 덧붙였다. 연구진은 화성의 지열 변화는 화성의 과거 기후를 재구성하는데 중요한 부분이며, 이는 유사한 환경을 가진 지구와도 연관이 있을 것이라고 예상하고 있다. 다만 현재까지 HP3는 화성 표면의 모래가 5m 깊이까지 땅을 팔 수 있을 만큼 충분한 마찰력을 제공하지 못해 약 30㎝밖에 파지 못한 채 주변만 헤집고 있는 것으로 알려진 만큼, 더욱 정밀한 연구가 필요한 상황이다. 인사이트호의 HP3를 통해 화성의 기후변화를 짐작할 수 있을 것으로 보인다는 내용의 이번 연구결과는 세계적인 학술전문 출판사 엘제비어가 출간하는 학술지이자, 피어리뷰(동료심사) 저널인 행성 및 우주과학(Planetary and Space Science) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

겨울철엔 80%인데 中 반대로 공개 안 돼 한국 자체 발생은 51%… 국외 영향 49% 황산화물·질소산화물 농도는 감소 추세국내에 발생하는 초미세먼지(PM2.5)의 중국 영향이 32%에 달한다는 첫 연구 결과가 나왔다. 국내 요인은 51%, 일본발은 2%로 분석됐다. 환경부 소속 국립환경과학원은 20일 이 같은 내용이 담긴 한중일 3국의 ‘동북아 장거리 이동 대기오염물질 국제공동연구’(LTP) 요약 보고서를 발표했다. 이번 보고서는 2000년부터 미세먼지 해결을 위해 머리를 맞대 온 3국 과학자와 환경당국이 발간한 것으로, 중국이 한국 초미세먼지의 자국 영향을 공식적으로 처음 인정했다는 데 의미가 있다. 이번 보고서는 당초 지난해 발간 예정이었지만 중국 측 반대로 연기됐다가 올해 2월 한중 환경부 장관이 이달 일본에서 열리는 ‘제21차 한중일 환경장관회의’ 전 발간에 합의하면서 빛을 보게 됐다. 보고서에 따르면 2017년 대기질 모델 기법을 이용해 한국(서울·대전·부산), 중국(베이징·톈진·상하이·칭다오·선양·다롄), 일본(도쿄·오사카·후쿠오카)의 주요 도시 12곳의 초미세먼지 국내외 영향을 분석한 결과 자체 발생이 연평균 한국 51%, 중국 91%, 일본 55%로 각각 나타났다. 한국·일본과 비교해 중국의 초미세먼지는 자국 배출원에 의한 발생이 대부분을 차지했다. 중국 대기오염 물질이 한국에 미치는 영향은 32%, 일본은 25%로 파악됐다. 우리나라는 중국을 포함한 국외 영향이 49%로 추산됐다. 고농도 발생 시(12~3월) 중국 영향이 70~80%에 이를 것으로 예상되지만 중국의 반대로 보고서에 담기지 못하고 연평균 배출원, 영향지역의 데이터만 공개됐다. LTP 조사 결과는 2016년 국립환경과학원과 미국 항공우주국(NASA)이 한반도 대기질을 공동 측정·분석한 KORUS AQ 결과와 유사했다. 당시 서울의 미세먼지 발생 기여도는 국내 52%, 국외 48%로 분석됐다. 3국 모두 미세먼지 원인물질인 황산화물(SO2)과 질소산화물(NO2)을 비롯해 미세먼지와 초미세먼지 농도가 감소 추세로 조사됐다. 2015년 대비 2018년 초미세먼지 농도는 한국이 12%, 중국은 22% 낮아졌다. 일본은 통계가 생산된 2017년 기준 12% 감소했다. 중국의 감소 폭이 크지만 절대 농도가 워낙 높아 체감도는 떨어진다는 지적도 나왔다. 3국 과학자들은 향후 상세 오염물질에 대한 측정과 모델 개선, 배출량 정확도 향상 등을 위한 공동연구 필요성을 제안했다. 장윤석 국립환경과학원장은 “3국 합의를 통해 고농도 시기 등에 대한 추가 공개 등을 논의할 수 있을 것”이라며 “동북아 대기질 개선을 위한 국가 간 협의의 과학적 기초자료로 활용될 것으로 기대된다”고 말했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

‘2020 브레이크스루상’ 시상식이 지난 4일 미국 캘리포니아 실리콘밸리에 있는 미국항공우주국(NASA) 에임스연구센터에서 열렸다. 올해 8회를 맞은 이 상은 러시아 출신 백만장자 사업가 유리 밀너가 설립하고 페이스북 창업자 마크 저커버그, 구글 창업자 세르게이 브린, 알리바바그룹 창업주 마윈 등이 참여한 재단이 물리학, 생명과학, 수학 분야 과학자를 선발해 매년 총 2100만 달러가 넘는 상금을 주는 전례 없는 규모의 기초과학 분야 상이다. 상금 규모보다 눈길을 끄는 것은 아카데미상 시상식 같은 분위기다. 코미디언이자 미국 인기 토크쇼 진행자인 제임스 코든이 사회를 보았고, 막간에는 다양한 공연이 이어졌다. 해당 영상은 유튜브와 페이스북에서도 찾아볼 수 있다. 코든은 저커버그에게 짓궂은 농담을 던지며 시상식을 시작했다. 저커버그는 카메라에 잠깐 굳은 표정을 보이기는 했지만, 이내 밝은 얼굴로 물리학 분야 수상자인 ‘사건 지평선 망원경팀’(EHT)에 직접 시상을 했다. 사업단장인 하버드대 셰퍼드 돌먼 박사가 대표로 수상했다. 그가 받은 상과 상금 300만 달러는 필자를 포함해 해당 프로젝트에 참여한 연구자 전원이 공평하게 나누어 갖기로 했다. 현장에 초대받은 돌먼 박사 등 2명을 제외한 참여 연구자 345명은 유튜브로 시상식을 지켜봤다. 각 분야 수상자들을 제외하고는 시상식장은 대부분 영화배우 등 셀럽으로 채워졌다. 기초과학 연구가 ‘힙’하다는 것을 대중에게 보이려고 하는 설립자 의도와 달리 기초과학자들의 겉모습이나 태도가 시상식에는 어울리지 않는다고 누군가 조언하지 않았을까 하는 생각이 들었다. 셀럽들이 기초과학자들의 업적을 축하해 주는 모습을 보는 것도 나쁘지는 않았다. 기초과학의 중요성을 이해하는 사회와 사람들 덕분에 연구자들이 안정적인 환경에서 연구하고 있기 때문이다. 가끔 기초과학 홀대와 박봉을 한탄하는 이야기를 듣는다. 필자 역시 수입이 더 많아지기를 바라지만 지금은 생활이 안정되지 않으면 바른 마음을 지키기 어렵다는 뜻의 ‘무항산무항심’(無恒産無恒心)을 말할 상황은 아니다. 물론 조금 더 즐겁게 연구할 환경, 각자 추구하는 가치가 더 존중받는 사회가 되기를 바란다. 다음 세대 연구자들에게 더 나은 환경을 제공할 책임의 한 부분은 현재 우리 연구자들에게 있다는 생각이다.

“기초과학연구원(IBS)는 최고의 과학자들이 모여 최고 수준의 연구를 하는 집단이다. 연구비도 국내에서 최고 수준으로 주어지는데 연구비가 많은 만큼 기관은 물론 개별 연구자들도 책임감을 무겁게 느껴야 한다.” 지난 9월 10일 취임한 최기영 과학기술정보통신부 장관은 18일 서울 여의도 한 음식점에서 취임 후 첫 기자간담회를 갖고 이 같이 밝혔다. 최 장관은 “연구자들에게 연구비 집행같은 행정적 문제까지 맡다보니 문제가 발생하는 것”이라며 “연구와 행정을 엄격하게 분리하는 방향으로 행정시스템을 개편하면 연구자들의 실수나 부정이 줄어들고 좀 더 체계적이고 훌륭한 연구기관이 될 것이라 믿는다”고 말했다. 연구자가 연구에만 몰입할 수 있는 행정시스템 개편에 속도를 내겠다는 의미이다. 특히 최 장관은 IBS를 둘러싼 여러 뒷말들에 대해 “IBS에만 문제가 있는 것처럼 비춰지고 있지만 사람 사는 세상은 다 비슷한 것처럼 연구비나 인력이 많은 곳에서 문제가 생길 수 밖에 없다”라며 “그렇다고 과기부가 손놓고 있겠다는 의미는 아니며 행정시스템 개편을 비롯해 연구단의 인력문제 같은 앞으로 더 개선해야 될 문제들을 모두 살펴볼 것”이라고 말했다. 그는 “좋은 연구를 많이 한다고 하더라도 연구비를 많이 지원 받는 만큼 책임감도 무겁게 느껴야하는 것도 사실”이라고 덧붙였다. 또 최 장관은 2022년 7월 달 궤도선 발사와 관련해 일부 언론에서 보도된 것과는 달리 미국항공우주국(NASA)와 관련한 협의를 긴밀하게 진행하고 있는 만큼 걱정시킬 일은 없을 것이라고 말했다. 최 장관은 “지난달 주무 연구기관인 한국항공우주연구원과 NASA가 기술대면회의를 진행했으며 오는 19~21일에도 2차 기술대면회의를 진행할 것”이라며 “연구자 간 다양한 의견이 자유롭게 개진되고 연구자 의견을 존중하는 방향으로 사업을 추진할 것이며 이에 대해서는 NASA측에서도 동의하고 있다”라고 밝혔다. 한편 취임 직후 보안 분야와 인공지능 분야에 대한 과기부 제2차관실 조직 개편에 뒤따라 과학기술 분야를 담당하는 1차관실의 조직 개편에 대해서 최 장관은 “현재로서는 개편 계획이 전혀 없는 상태이고 개편 필요성이 있는지 검토해보겠다”고 밝혔다. ICT 분야를 담당하고 있는 제2차관실에서 주도하고 있는 인공지능(AI) 발전 계획에 대해서 최 장관은 “연내에 AI 국가전략을 만들어 경제활성화를 위한 재도약 발판을 만들 것”이라며 AI 분야에서도 인재양성이 핵심이라고 강조하며 이 부분에 과기부의 역량을 집중할 것이라고 말했다. 최 장관은 “산업현장에서 당장 필요한 AI 인재를 어떻게 빠른 시간에 확보할 수 있느냐하는 문제에 대해서는 세계 각국이 AI 전문가를 영입하려는 치열한 경쟁상황에서 어떤 이득을 줘야 그들을 끌어들일 수 있을 지 고민하고 있다”고 말했다. 그는 또 “모든 분야에서 그렇듯이 AI 분야에서도 인재양성이 가장 중요하고 장기적인 관점에서 봐야 하는 문제”라며 “초중등학교에서 소프트웨어와 AI 관련 교육 확대와 교대, 사범대 내에 AI와 소프트웨어 교육 필수화를 교육부와 논의 중”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주 저 멀리서 우리가 사는 우리은하를 지켜본다면 이같은 모습일까? 지난 15일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경에 탑재된 ‘광시야 카메라 3’(Wide Field Camera 3)로 포착한 나선은하 NGC 772의 새로운 사진을 공개했다. 지구에서 약 1억 1600만 광년 떨어진 양자리에 놓여있는 NGC 772는 지름이 20만 광년에 달해 우리은하의 2배다. NGC 772는 우리은하처럼 아름다운 나선팔을 갖고 있으며 주변에는 여러 개의 위성은하를 거느리고 있어 얼핏보면 우리은하와 비슷하다. 그러나 우리은하가 그 중심에 막대모양이 있는 막대나선은하인 반면 NGC 772는 정상나선은하라는 차이가 있다. 일반적으로 은하는 지구에서 바라본 형태에 따라 둥그런 타원은하와 나선은하, 불규칙 은하 등으로 구분된다. 이중 나선은하는 제대로 그 모습을 갖춘 정상나선은하와 막대나선은하로 나뉜다. 정상나선은하의 경우 은하의 중심에 막대 모양이 없으며 중력적으로 막대나선은하보다 안정적이다. NASA 측은 "NGC 772는 가스와 먼지와 별로 이루어진 길고 휘어진 팔을 자랑한다"면서 "그 팔은 지나가는 위성 은하의 중력에 의해 늘어지고 왜곡된다"고 설명했다. 　 　 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2015년 7월 14일. 인류는 최초로 명왕성 근접 탐사에 성공했다. 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스 탐사선은 9년에 걸친 대장정 끝에 명왕성에서 1만 2500㎞ 떨어진 지점을 통과하며 명왕성과 그 위성인 카론의 생생한 모습을 카메라에 담아 지구로 전송했다. 덕분에 인류는 태양계 외곽의 얼음 세상인 명왕성에 대해서 많은 사실을 알게 됐다. 뉴호라이즌스호가 보내온 명왕성과 카론의 모습은 생각보다 훨씬 복잡하고 독특했다. 과학자들은 뉴호라이즌스호 탐사 이전에도 허블우주망원경 같은 강력한 망원경을 통해 명왕성 표면이 균일하지 않다는 사실은 알고 있었지만, 이렇게 복잡한 지형을 지녔는지는 상상하지 못했다. 뉴호라이즌스호 탐사 덕분에 과학자들은 명왕성은 물론 태양계 외곽의 천체들인 카이퍼 벨트에 대한 많은 정보를 알아낼 수 있었다. 하지만 인간의 욕심은 끝이 없게 마련이다. 이제 과학자들은 뉴호라이즌스호가 보내온 것 이상의 관측 데이터를 원하고 있다. 뉴호라이즌스호는 시속 8만 4000㎞의 속도로 명왕성과 그 위성들을 관측했다. 탐사선 자체도 무게 478㎏ 정도로 행성 탐사선 중에서는 소형 탐사선에 속한다. 당연히 보내온 정보는 상당히 제한적일 수밖에 없었다. 이를 극복하기 위해 NASA는 뉴호라이즌스호의 개발을 담당했던 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute, SwRI)에 차세대 명왕성 궤도 탐사선 프로젝트를 주문했다. 차세대 명왕성 탐사선은 뉴호라이즌스호처럼 명왕성을 스쳐 지나가는 대신 명왕서의 인공위성이 되어 2년간 명왕성을 상세히 관측하는 것이 1차 목표다. 그리고 가능하다면 명왕성의 위성과 다른 카이퍼 벨트 천체를 관측하는 것이 다음 목표다. 목표를 달성한다면 명왕성과 그 위성에 대해서 뉴호라이즌스호와 비교할 수 없을 만큼 많은 데이터를 확보할 수 있다. 하지만 여기서 한 가지 의문점이 생길 수밖에 없다. 어차피 궤도 탐사선을 보낼 생각이었다면 왜 처음부터 그렇게 하지 않았을까?머나먼 명왕성까지 탐사선을 보내려면 많은 연료가 필요하다. 다시 말해 우주선이 커지고 발사 비용이 올라간다는 이야기다. 과학자들은 이 문제를 극복하기 위해 목성의 자전 에너지를 우주선의 속도로 바꾸는 방법을 사용했다. 문제는 이렇게 해서 빨라진 우주선을 감속하기 어렵다는 것이다. 명왕성 궤도로 진입하기 위해서는 속도를 줄여야 하는데, 그렇게 하려면 뉴호라이즌스호에 본래 탑재했던 것보다 훨씬 많은 연료를 탑재해야 한다. 결국 2006년 발사 당시 기술로는 명왕성을 스쳐 지나가는 것이 최선이었다. 명왕성 궤도선 프로젝트에서는 최신 이온 추진 로켓을 사용한다. 원자력 전지인 RTG로 작동하는 이온 추진 로켓을 사용해 화학 로켓보다 훨씬 적은 연료로도 속도를 가속하거나 감속할 수 있기 때문이다. 사우스웨스트 연구소의 과학자들은 2020년까지 구체적인 우주선 디자인과 예상 비용을 포함한 보고서를 제출할 계획이다. 만약 이 계획이 채택되면 2020년대 후반에 뉴호라이즌스호의 후계자가 다시 명왕성으로 향하게 될 것이다. 뉴호라이즌스호의 명왕성 탐사는 끝이 아니라 시작이 될 것이다. 구체적인 시점을 말하기는 이르지만, 결국 언젠가 인류는 명왕성 궤도 탐사선은 물론 명왕성 표면에도 탐사선을 보내 아직도 많은 비밀을 간직한 명왕성의 미스터리를 풀어낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

완전히 새로운 방식으로 태양을 보고 싶은가? 그렇다면 이제 대중에게 새롭게 제공되는 풍부한 과학 데이터를 살펴보면 된다. 이 데이터들은 미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 ‘파커 솔라 프로브’(Parker Solar Probe)가 태양을 처음 두 차례 근접비행(플라이바이·flyby)했을 때 수집된 것이다. 파커 탐사선은 이전 어떤 탐사선보다 태양에 가깝게 플라이바이함으로써 우리 별에 대해 아주 따끈한 새 데이터들을 수집할 수 있었다. 이는 과학자들에게 태양에 대해 더 많이 배울 수있는 놀라운 기회를 제공했다. 존스홉킨스 대학 응용물리연구소의 파커 솔라 프로브 프로젝트 과학자인 노르 라우아피는 “파커는 우주탐사의 새 지평을 열어 태양에 대한 새로운 정보를 제공하고 있다”고 밝히면서 "이 데이터를 대중에게 공개하면 과학계와 함께 미션의 성공에 기여할 뿐만 아니라 새로운 발견의 기회를 한 단계 높일 수 있을 것"이라고 기대감을 나타냈다.지난해 8월 발사된 파커 태양 탐사선의 미션 기간은 7년으로, 태양에서 방출되는 태양풍, 곧 하전된 입자의 플라스마 흐름과 태양의 외부 대기인 코로나를 탐사하는 것이 주요 목표이다. 이러한 현상을 연구하려면 태양에 매우 가까이 접근해야 한다. 탐사선은 태양에서 약 3700만​㎞ 거리 이내까지 진입해 데이터를 수집한다.​ 탐사선은 네 가지 과학 실험을 시행한다. 전기장과 자기장을 연구하는 전자기장 실험, 태양풍과 코로나에서 고에너지 하전입자를 측정하는 태양 통합 과학조사, 태양풍 및 기타 구조물을 이미징하는 광시야 이미징 장치, 태양풍에서 다양한 입자를 측정하는 태양풍 전자-양성자 조사 등이다.그리고 이제 시민 과학자들도 2018년 10월 31일~11월 12일, 2019년 3월 30일~4월 19일의 처음 두 차례 근접비행에서 수집한 데이터를 연구할 수 있다. 두 번째 근접비행에서 미션 엔지니어는 예상보다 더 나은 데이터 반환 속도 덕분에 우주선이 지구로 전송하는 데이터 양을 늘릴 수 있었다. ​데이터를 위한 중앙 허브는 없지만 NASA는 탐색할 웹 사이트 목록을 제공했다. NASA 성명서에 따르면, 이번 미션의 본격적인 과학 성과는 올해 후반에 발표될 것이라 한다. 파커 솔라 프로브는 지난 9월 1일 세 번째 태양 플라이바이에 성공했다. 다음의 플라이바이는 2020년 1월 29일에 있을 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

금성의 '어두운 면' 탐사에 최적 우주선 가오리 모양의 우주선이 날개를 펄럭이며 금성의 하늘을 날아다니는 광경을 머지않아 볼 수 있을 것 같다. 브리즈(Breeze, Bio-inspired Ray for Extreme Environments and Zonal Explorations) 프로젝트의 일환으로 설계 중인 이 신개념 우주선은 미국 버팔로 대학 연구진이 물에서 헤엄치는 가오리의 움직임을 본따 고안해낸 태양광 우주선으로, 미 항공우주국(NASA)이 혁신 첨단 개념(NIAC) 프로그램을 위해 선정한 12개의 새로운 기술 중 하나이다. 버팔로 대학의 CASH(Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids) 실험실 팀이 제안한 이 우주선은 금성의 대기권 상층에서 부는 바람을 효율적으로 이용하여 가오리처럼 날개를 펄럭이며 비행하도록 설계되었는데, 과학자들이 우주선을 잘 제어할 수 있도록 조작이 가능하다. 브리즈 우주선이 금성에 도착하면 4~5일마다 금성 주위를 비행하게 되며, 2, 3일 간격으로 햇빛이 비치는 금성의 앞면에서 태양 전지판을 충전하여 구동하면서, 탑재된 특수 장비를 사용하여 데이터를 수집할 뿐 아니라, 금성 대기 표본을 채취하고 기상 패턴과 화산 활동을 모니터링한다. 지구의 ‘악마 같은 쌍둥이(evil twin)’로 불리는 금성의 환경은 극악한 것으로 유명하다. 온난화 현상으로 평균 기온이 납이 녹는 온도인 섭씨 482도에 이르며, 하늘에서는 수시로 유황 비가 내린다. 공기 밀도도 지구의 92배로 지구 수심 1000m와 같은 압력이며, 대기의 대부분이 황, 이산화탄소 등 독성 물질투성이다. 금성은 태양계의 행성 중 가장 느리게 자전한다. 금성이 태양을 공전하는 데는 약 225일이 걸리지만, 한 번 자전하는 데는 무려 243일이나 걸린다. 따라서 금성의 하루는 1년보다 길다. 이로 인해 행성에는 태양으로부터 오래 빛을 받지 못하는 '어두운 면'이 생긴다. 브리즈는 태양을 향한 금성을 여행하면서 태양 전지판을 충전한 후 금성의 어두운 면으로 넘어가 반복적으로 탐사할 수 있기 때문에 신비에 싸인 금성의 어두운 면을 탐사하는 데 적합하다. 우주선이 금성 상공을 가로지르는 데 사용할 가오리 모양의 날개는 금성의 환경을 감안한 맞춤 설계이다. 섭씨 482도에 가까운 뜨거운 표면 온도와 짙은 황산 구름을 가진 금성은 무인 로봇 우주선이 탐사하기에는 많은 난점을 지닌 행성이다. 그러나 내부 장력 시스템을 포함하는 날개로 인해 연구원들은 효율적인 우주선의 기동을 위해 조작을 자유자제로 할 수 있도록 설계되었다. 이 같은 기술은 언젠가 토성의 위성 타이탄과 같은 천체를 탐사하는 데도 활용할 수 있을 것으로 보인다. 브리즈 우주선은 현재 컨셉 단계이기 때문에 실제 우주선으로 제작되기까지 많은 과정이 남아 있다. NASA는 현재 금성 탐사를 위한 LLISSE(Long-Lived In-Situ Solar system Explorer) 탐사선을 개발 중이며, 2023년까지 테스트를 마칠 것이라고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지난 1월 1일 전세계가 새해맞이에 들썩이던 사이 태양계 끝자락에서는 인류의 피조물이 미지의 세계를 떠도는 천체를 가장 가까이에서 만났다. 지구에서 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 이 소행성으 이름은 '2014 MU69'로 세상에 널리 알려진 별칭은 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule)다. 지난 12일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 울티마 툴레의 공식적인 이름을 '아로코스'(Arrokoth)로 명명했다고 발표했다. 북미 인디언의 언어에서 따온 아로코스는 '하늘'이라는 뜻으로 국제천문연맹(IAU)의 승인도 받아 천체의 공식명칭이 됐다. 기존에 널리 불렸던 울티마 툴레는 뉴허라이즌스호 프로젝트 팀이 명명했던 것으로, 일각에서 나치와 일부 극우주의자들이 아리안족의 신화 속 고대 국가를 언급할 때 사용하는 용어라는 문제 제기를 해왔다.뉴허라이즌스 프로젝트 책임자인 앨런 스턴 박사는 "아로코스라는 이름은 하늘을 바라보며 별과 세계에 호기심을 가져온 인류의 영감을 반영한다"면서 "이같은 학습욕구가 뉴허라이즌스 미션의 핵심이며 아로코스라는 이름 사용에 적극적으로 동참한 인디언 포하탄족에게 감사한다"고 밝혔다.　 마치 눈사람을 연상시키는 모습으로 눈길을 끈 아로코스는 원래는 각기 다른 2개의 암석 덩어리였다. 그러나 부드럽게 충돌하는 과정을 거치면서 길이 30여㎞의 지금의 모습이 됐다.사실 아로코스는 작은 크기로 위성이나 고리, 먼지 구름 등을 가지고 있지않아 과학자들에게 어떤 영감을 주는 천체는 아니다. 그러나 울티마 툴레는 태양과의 멀고 먼 거리 때문에 그 영향을 거의받지 않은 ‘타임캡슐’이다. 이 때문에 전문가들은 울티마 툴레가 태양계 초기 역사에 대한 단서를 보존하고 있을 것으로 보고있다. 한편 총 7억 달러가 투입된 뉴허라이즌스호는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 2015년 7월 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다. 또한 올해 1월 1일 뉴호라이즌스가 아로코스의 근접비행에도 성공하면서 뉴허라이즌스는 역대 인류의 피조물 중 가장 먼 곳의 천체를 근접비행하는 신기록을 세웠다. 아로코스는 명왕성에서도 16억㎞ 떨어져있으며 태양을 공전하는데 걸리는 시간은 거의 300년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

수성이 태양의 앞을 가로질러 가는 '우주쇼'가 지난 11일(현지시간) 지구촌 곳곳에서 포착됐다. 미 항공우주국(NASA)은 이날 수성이 태양과 지구 사이를 통과하는 모습을 담은 사진과 영상을 홈페이지에 공개했다. 태양계 가장 안쪽에 위치한 수성은 지구에서 멀리 떨어져 있어 태양 천체면 통과(transit)를 할 때는 우리에게 작은 공처럼 보인다.실제 공개된 영상을 보면 검은색의 작은 공이 태양면을 지나가는 것으로 보인다. 이와달리 지구와 바짝 붙어있는 달이 태양 앞을 지날 때는 우리에게 개기일식으로 나타나기도 한다. 이같은 수성의 우주쇼는 100년에 13번 정도 관측될 만큼 희귀한 현상이다. 가장 최근 관측된 것은 2016년 5월 9일이었으며 당시 지구촌에서 태양면을 아래로 지나는 작은 점의 수성을 볼 수 있었다.태양계에서 가장 작은 행성인 수성은 지구의 38% 정도의 크기로 태양 지름의 283분의 1에 불과하다. 수성의 궤도는 지구보다 약 7도 정도 기울어져 있으며, 공전주기는 88일이다. 수성과 지구, 태양이 모두 일렬로 위치할 때 지구에서 수성을 직접 관찰할 수 있는 기회가 생긴다. 다음번 수성의 태양면 통과는 13년 후인 오는 2032년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr