우리가 사는 우주는 유령의 동네일지도 모른다. 미국자연사박물관의 헤이든 플레네타리움 스페이스쇼 다크유니버스에서 만든 ‘우주의 암흑물질 지도’를 보면 그런 섬뜩한 생각이 든다. 이 암흑물질 지도는 지난 1일(현지시간) 미항공우주국(NASA)의 오늘의 천체사진(APOD)에 발표되었다. 정교한 컴퓨터 시뮬레이션으로 제작된 이 암흑물질 지도는 우주에 분포하고 있는 암흑물질들이 연출하는 으시시한 우주의 풍경을 그대로 보여주고 있다. 뿐더러 은하들이 왜 그렇게 빨리 도는지, 은하단 속의 은하들이 왜 그렇게 빠른 속도로 움직이는지, 중력렌즈가 왜 그렇게 빛을 강하게 굴절시키는지, 우주 속에 가시 물질이 왜 그렇게 분포하는지에 대해 눈에 보이지 않는 암흑물질이 설명해주고 있다. 우주는 이 암흑물질의 중력으로 여지없이 사로잡혀 있는 것이다. 위의 이미지에서 암흑물질은 검은 가닥들이 거미줄처럼 복잡하게 얽힌 우주의 구조를 보여주고 있으며, 우리에게는 친숙한 일반물질은 주황색 매듭으로 표현되어 있다. 이 암흑물질 지도 시뮬레이션은 실제 천문학적 관측결과와도 잘 부합한다. 우리가 사는 우주에는 은하만 해도 약 2000억 개 정도가 있다. 그런데 이 모든 은하들의 총량보다 더 많은 미지의 암흑물질이 우주의 은하들을 하나로 묶어주고 있다. 만약 이러한 암흑물질이 없다면 우주의 은하들이 다 뿔뿔이 흩어지고 말았을 것이다. 따라서 암흑물질이 은하의 진정한 수호자라 할 수 있다. 이 같은 암흑물질 지도는 중력렌즈 현상을 이용해서 만들어졌다. 중력렌즈 현상이란 천체의 중력이 빛의 경로를 휘어지게 하는 렌즈의 역할을 하는 현상으로, 중력이 클수록 이 현상은 더욱 크게 나타난다. 그런데 우주에는 암흑물질보다 더 섬뜩한 존재가 모습을 드러냈다. 암흑물질의 중력보다 더 막강한 중력을 휘두르고 있는 존재로, 바로 암흑 에너지란 존재가 우주를 지배하는 척력(반중력)이란 사실이 밝혀졌다. 이 암흑 에너지로 인해 우리 우주가 가속팽창을 하고 있다는 사실이 얼마 전 밝혀졌다. 이 놀라운 발견을 한 과학자들은 2011년 노벨 물리학상을 받았다. 노벨 물리학상 공동 수상자인 브라이언 슈미트 호주 국립대 교수는 앞으로 1000억 년 후에는 지구가 속한 은하수를 제외한 우주의 모든 은하계가 사라져 버리고 인류는 결국 텅 빈 우주를 보게 될 것이며, 암흑 에너지가 갑자기 사라지지 않는다면 우주는 갈수록 빠른 속도로 팽창을 계속한 끝에 결국 없어질 것이라고 전망했다. 참고로, 우주 구성물질의 비중을 보면, 암흑 에너지가 74%로 압도적인 비중을 차지하고, 그 다음이 암흑물질이 22%를 차지한다. 이 둘만 합해도 무려 96%다. 가시 물질이 나머지 4%인데, 그중 3.6%는 은하들 사이에 산재하는 가스이고, 관측 가능한 우주의 모든 것, 즉 모든 은하들과 그 안에 있는 모든 별들이 우주 '파이'에서 차지하는 양은 고작 0.4%에 지나지 않는다. 우리 눈에는 보이지도 않는 암흑물질과 암흑 에너지가 결국 우주의 운명을 쥐고 있는 셈이다. 이처럼 우리가 사는 우주는 갈수록 유령의 동네를 닮아가고 있는 것 같다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미국 해군과 미국 방위고등연구계획국(DARPA)의 지원을 받은 무인기가 내연 기관이 있는 항공기 가운데 최장 비행 기록을 수립했다. 그 주인공은 바닐라 에어크래프트(Vanilla Aircraft)에서 개발 중인 ‘VA001’로 작은 엔진과 큰 날개, 그리고 동체의 대부분을 차지하는 연료 탱크를 지닌 매우 단순한 외형의 무인기다. 이 무인기의 목표는 느린 속도로 장시간 비행하면서 수색 및 감시, 통신 중계 등의 기능을 하는 것이다. 이를 위해 대략 13.6㎏ 정도의 장비를 탑재할 수 있는 페이로드와 31ℓ 부피의 공간이 있다. 나머지는 전부 느리게 날기 위한 장비다. 최대 10일까지 비행이 가능하지만, 속도는 시속 102㎞ 이하에 불과하다. 과거 56시간 연속 비행 기록을 세운 VA001은 미국항공우주국(NASA)의 월롭스 비행시설에서 121시간 24분의 역대 최장 기록을 다시 수립했다. 1,500m 정도 고도에서 계속해서 원형 궤도를 돌면서 총 11,265㎞를 비행했지만, 착륙할 때는 아직도 3일분의 연료가 남아있었다. 따라서 개발이 진행되면 목표로 한 10일 연속 비행 역시 가능할 것으로 기대하고 있다. 이 항공기의 목표는 1만5,000ft(4,572m) 높이에서 10일간 체공하면서 정보를 수집하는 것이다. 제조사 측은 이 무인기가 민수용으로도 사용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 농작물이나 시설물 관리, 이동 통신 중계기 역할 등 다양한 임무 수행이 가능하다는 것이다. 이와 비슷한 목적이지만 더 대형 기체로 페이스북의 ‘아퀼라’가 있다. 최대 90일까지 높은 고도에서 태양광 에너지로 비행하면서 무선 인터넷 중계기지로 활용하는 것이다. 무제한으로 공급받을 수 있는 태양 에너지를 사용해서 장시간 비행이 가능하다는 점에서는 아퀼라가 앞서지만, 상대적으로 작은 크기와 검증된 기술을 활용한다는 점에서는 VA001 역시 장점이 있다. 특히 제작 단가가 훨씬 저렴할 것으로 기대된다. 각기 일장일단이 있으므로 누가 앞선다고 말하기는 어렵지만, 확실한 것은 오랜 시간 비행이 가능한 무인기가 등장하면 여러 가지 용도로 활용이 가능하다는 점이다. 항공 감시 및 통신 부분이 대표적 용도다. 수요가 분명한 만큼 앞으로 장시간 비행이 가능한 무인기가 하나씩 선보일 것으로 보인다. 얼마나 오래 비행할 수 있는지 경쟁 역시 치열해질 것이다. 사진 출처=Terry Zaperach/NASA 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미국의 도널드 트럼프 대통령이 7~8일 한국을 국빈 방문한다. 북한의 핵무기 개발과 미사일을 저지해야 하는 중차대한 시기이기 때문에 그 어느 때보다 트럼프 대통령의 한국 방문은 한국의 평화와 안보를 위해 대단히 중요한 발걸음이 될 것이다. 양국 정상회담에서 국가 안보를 위해 여러 의제가 논의되겠지만 그 가운데 미국과의 우주 협력을 주요 어젠다 중 하나로 논의해 보는 것이 바람직할 것이다. 제임스 매티스 미 국방장관은 한국의 미사일 능력 증강이 미국의 부담을 덜어 준다는 측면에서도 바람직하다는 의견을 내놓고 있다. 현재 한국의 미사일 탄두 중량은 500㎏에 묶여 있고 사정거리도 800㎞ 이내로 한정돼 있는데, 이를 증강시켜 주겠다는 것이다. 군사동맹임에도 불구하고 부당한 대우를 받고 있는 것이 현실이다. 그러나 북한의 미사일 수준이 대륙간탄도미사일(ICBM) 수준으로 올라서고 있고 미국 혼자 막기에는 역부족인 것을 감안해 한국이 강력한 미사일을 개발할 수 있도록 해 주겠다는 취지다. 한국은 이 기회를 잘 살려 스스로 국가를 방어할 수 있는 강력한 미사일을 개발할 수 있도록 해야 할 것이다. 이러한 변화에 부응해 한국이 미국과의 우주 협력을 발전시켜 나간다면 군사적 목적과 평화적 목표의 우주 개발이 더욱 순조로워진다. 고체연료를 쓰는 군사용 미사일의 탄두 중량이 커져 미사일의 힘이 증강되는 것은 가능해질 것으로 예상되는데, 달 탐사라든가 지구궤도를 많이 벗어나는 우주공간까지 날아가는 한국형 로켓을 개발하는 데는 별도의 제약이 있기 때문에 미국과의 우주 협력을 병행하면서 실마리를 풀어 나가는 지혜가 요구된다. 현재는 추력 100만 파운드, 즉 500㎏의 물체를 300㎞ 정도로 쏘아 올리는 고체연료 로켓까지만 개발이 가능하도록 되어 있다. 큰 인공위성을 쏘아 올리려면 강력한 고체연료 로켓을 사용해야 하는데 평화적 목적임에도 불구하고 자유로운 우주 개발이 불가능해진다. 그래서 트럼프 대통령이 방한하고 매티스 국방장관도 고체연료를 쓰는 한국의 미사일 능력이 증강될 필요가 있다고 인정하는 마당이니 이참에 고체연료를 쓰는 군사용 미사일과 인공위성을 쏘아 올릴 때 필요한 고체연료 로켓도 함께 묶어 논의를 해 보자는 것이다. 한국과 미국은 미 항공우주국(NASA)을 통해 2020년 달 탐사 궤도선을 보내는 것에 협력하고 있다. 달 탐사 궤도선에 미국의 장비를 실어 주는 대가로 한국은 가 보지 못한 달까지의 심우주 항법과 통신의 도움을 받는 것이다. 이마저도 한국의 국력이 돈을 내고 미국과 협력할 수 있는 수준에 이르렀기 때문에 가능한 것이고 나로호 발사를 통해 한국이 우주 개발을 하겠다는 의지를 전 세계에 표명한 결과다. 한국전쟁 후에 미국의 밀가루 원조나 받던 한국의 국력이라면 미국이 거들떠보지도 않았을 것이다. 국제사회의 역사가 급격하게 변동되는 현실을 보면서 국제사회가 어떻게 변화하고 있고 어떻게 대응해 나가느냐에 따라 후손의 안위와 번영이 보장된다. 전기가 끊기는 정전 사태가 밥 먹듯 일어나는 북한조차도 국력을 쏟아부으며 우주공간을 넘나드는 미사일 개발을 하는 현실을 보며 우리는 우주 시대에 살고 있다는 사실을 실감한다. 북한이 미사일을 발사하면 신문이나 TV는 우주공간에서 내려다보는 동북아와 괌, 심지어는 하와이까지의 지도를 펼쳐 놓고 보도를 하고 있고, 우리는 언제부터인가 그 장면에 익숙해 있는데 정작 한국 스스로의 우주 개발에는 큰 관심이 없다. 불행한 일이지만 북한의 미사일이 대륙간탄도미사일 수준이 됐기 때문에 한국의 고체연료 미사일 능력이 증강되는 것을 미국이 동의하는 환경이 조성됐고, 인공위성 발사용 고체로켓의 능력 증강도 그 규제를 풀 수 있는 계기가 마련되고 있다는 환경 변화의 기회를 놓쳐서는 안 된다. 트럼프 대통령이 방한하는 때에 맞추어 미국과의 우주 협력을 넓혀 나가면서 미사일과 민간용 로켓의 규제를 함께 푸는 계기를 마련해야 할 것이다. 미국의 NASA는 워싱턴 정·관계와 직접 연결되는 시스템이 있다는 점을 염두에 둬 외교의 지평을 더욱 넓혀 나간다는 생각도 함께 해야 한다.

매년 10월 31일은 미국의 어린이들에게는 최대 명절인 ‘핼러윈 데이’다. 이날만큼 어린이들은 으스스하면서도 웃기는 괴물 분장을 하고 축제를 즐기며 각계 각층의 어른들 역시 재미있는 이벤트로 동참한다. 과학계도 예외는 아니다. 미국의 주요 과학매체들은 매년 이맘 때가 되면 어린이들에게 꿈과 희망을 주기위해 핼러윈 데이를 기념하는 신기한 천체사진을 공개한다. 물론 이같은 천체사진은 우리의 눈과 뇌가 특정한 모습으로 상상한 것이지만 적어도 어린이들에게 만큼은 무한한 영감을 준다. 서구의 우주전문 매체들이 공개한 으스스한 모습의 천체사진을 정리해왔다. - 핼러윈 데이를 빛내는 태양 핼러윈 데이를 기념하는 최고의 명작으로 꼽히는 사진이다. 지난 2014년 미 항공우주국(NASA)의 태양활동관측위성(SDO)이 촬영한 태양의 모습으로 금빛과 노란빛의 아름다운 에너지를 방출하는 태양의 모습을 담고있다. 이 사진이 화제가 된 것은 잭-오-랜턴과 놀라울 정도로 닮았다는 점 때문이다. 우리에게는 다소 낯선 용어인 잭-오-랜턴(jack-o‘-lantern)은 핼러윈 데이에 등장하는 호박등을 말한다. 호박에 도깨비 얼굴을 새기고 그 안에 초를 넣어 번쩍이게 만드는 핼러윈의 대표적인 상징. - 우주의 고스트라이더 마치 해골이 타는 듯한 재미있는 모습의 성운(星雲·nebula)이다. 현재 은하수를 지나가는 이 성운의 이름은 ‘Sh2-68’로 약 4만 5000년 전 생성된 것으로 죽어가는 별이 만들어 낸 것이다. 이 성운이 눈길을 끄는 것은 바로 기괴한 모습 때문이다. 영화로도 제작돼 현지에서 큰 인기를 끌고 있는 만화 ‘고스트 라이더’(Ghost Rider)의 모습을 닮았다.　　 - 비명을 지르는 우주의 해골 전문가들이 꼽는 또 하나의 핼러윈 데이 최고 명작사진이다. 마치 해골이 비명을 지르는듯한 모습 때문에 매년 단골로 등장하는 사진으로 그 주인공은 페르세우스자리 은하단(Perseus cluster of galaxies)이다. 지구에서 약 2억 4000만 광년 떨어진 곳에 위치한 페르세우스자리에는 두 개의 산개성단이 서로 끌어당기고 있으며 수백 여개의 은하가 모여있다. - ‘사우론의 눈’ HR 4796A 영화 ‘반지의 제왕’에 등장하는 사우론의 눈(Eye of Sauron)과 흡사한 별이다. 지구에서 약 237광년 떨어진 곳에 위치한 ‘HR 4796A’는 ‘사우론의 눈’ 처럼 기괴하게 생긴 모습이 가장 큰 특징이다. 그러나 우주를 노려보는듯 눈처럼 보이는 곳에 위치한 것이 바로 별에서 뿜어내는 빛이며 그 주위의 링은 중력에 끌린 먼지다. - 마녀머리 성운 지구에서 900광년 떨어진 오리온 자리에 위치한 일명 ‘마녀머리 성운’(Witch Head nebula). 마치 마녀의 머리를 닮았다고 해서 특이한 이름이 붙여진 이 성운은 지난 2009년 발사된 지름 40㎝짜리 적외선망원경을 탑재한 NASA의 광역적외선탐사위성(WISE)이 촬영한 것이다. 이 성운의 정식명칭은 1C2118. - 유령 성운 우주에서 가장 추운 곳이라 불리는 ‘부메랑 성운’(Boomerang Nebula)이다. 마치 유령이 떠있는 듯한 이 성운은 으스스한 모습만큼이나 온도가 -272°C에 이를만큼 우주에서 가장 추운 곳이다. 이는 이론적으로 가장 낮은 온도인 절대영도보다 1도 높은 값. 지구에서 센타우르스자리 방향으로 5000광년 떨어진 곳에 위치한 부메랑 성운은 중심에 있는 별에서 분출되는 가스에 의해 생성된 것으로 추정된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리가 사는 태양계 밖 곧 '외계에서 온 손님'이 사상 처음으로 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 지난 19일(현지시간) 하와이에 있는 천체 관측 망원경 ‘판-스타스'(Pan-STARRS 1)를 통해 혜성으로 추정되는 'A/2017 U1'을 관측했다고 밝혔다. 지름이 채 400m도 되지 않는 이 작은 천체는 거문고 자리 방향에서 시속 9만 2000km의 빠른 속도로 우리 태양계를 거의 수직처럼 날아와 방문했다. 태양과 가장 근접했던 것은 지난달 9일이었으나 뒤늦게 발견됐으며, 태양계를 V자 형태로 비행한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 일반적으로 태양계 내의 혜성은 장주기 혜성의 고향으로 불리는 오르트 구름에서, 소행성은 화성과 목성 사이 소행성 벨트에서 튕겨나온다. 오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단으로 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. NASA 연구진이 A/2017 U1을 '외계 방문자'로 지목한 것은 극단적인 궤도 특성 때문이다. A/2017 U1을 처음 포착한 하와이 대학 롭 웨릭 연구원은 "이 천체의 움직임을 일반적인 태양계의 소행성과 혜성의 궤도로 설명할 수 없다"면서 "A/2017 U1은 태양계 밖에서 왔다"고 단정지었다. NASA 산하 지구근접물체프로그램 연구소(Near Earth Object Program) 폴 초다스 소장 역시 "오랜시간 이론적으로 '항성간 천체'(Interstellar Object)가 존재할 것이라 생각했다"면서 "소행성 혹은 혜성이 항성과 항성 사이를 지나갈 것이라 여겼지만 실제 발견된 것은 처음"이라고 설명했다. 이어 "A/2017 U1은 지금까지 연구해온 천체 중 가장 극단적인 궤도를 갖고있으며 다시는 태양계로 돌아오지 못할 것 같다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

60년 전인 1957년 10월 4일 밤, 당시 소련 영토였던 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 인류 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호가 성공적으로 발사됐다.스푸트니크 1호 발사 성공은 하늘을 올려다보며 우주를 꿈꿔 왔던 인류의 오랜 소망이 실현된 것이었다. 냉전시대 소련과 군비경쟁을 벌이던 미국은 우주개발 경쟁의 우위를 빼앗겼다는 이른바 ‘스푸트니크 쇼크’에 빠졌다. 이후 미국은 대통령 직속 기구인 항공우주국(NASA)을 설립하는 등 과학기술 분야 연구개발(R&D) 시스템부터 과학·수학 교육 개편까지 사회 전체적인 개편을 가져왔고 소련을 앞서기 위한 ‘아폴로 달 탐사 프로젝트’를 이끌어 냈다. 그 결과 1969년 7월 21일 아폴로 11호가 인류 최초로 달에 착륙하는 성과를 냈다.스푸트니크 1호나 아폴로 11호처럼 인간이 만든 물체를 우주로 날려 보내는 로켓과 인공위성 초기 역사의 이면에는 SF의 상상력이 자리잡고 있다. 로켓 기술을 가능케 해 인류가 우주를 탐사할 수 있게 만든 것은 소련의 물리학자이자 SF작가인 콘스탄틴 치올콥스키(1857~1935) 덕분이다. 치올콥스키는 프랑스 대중소설 작가 쥘 베른의 1865년 작품 ‘지구에서 달까지’에서 영감을 얻어 1898년에 현대 로켓기술을 탄생시킨 기념비적 논문인 ‘로켓에 의한 우주공간의 탐구’를 발표했다. 이 논문이 과학계에 알려지기까지는 5년 가까이 걸렸는데 이유는 치올콥스키 자신이 물리학자이지만 ‘지구와 우주에 대한 환상’, ‘다른 세계에 생명은 있는가’와 같은 SF소설을 쓰는 작가였기 때문이다. 과학계에서는 그의 로켓 기술이 그저 SF적 상상력에 불과하다고 생각했던 것이다.이처럼 SF는 당대의 과학기술이 이룩해 내지 못한 미래를 상상력을 통해 예측하고 기술개발의 원동력이 되고 있다. 과학사를 보더라도 과학기술의 발달에 있어서 가장 중요한 원동력은 ‘상상력’이었다. 특히 SF는 과학적 상상력이 드러나는 대표적 장르이기 때문에 과학자와 SF작가들은 서로에게 영감을 주고받고 있다. 상대성 이론으로 유명한 알베르트 아인슈타인도 “상상력은 지식보다 중요하다. 지식은 한계가 있지만 상상력은 세상의 모든 것을 끌어안을 수 있다. 나는 그 상상력을 자유롭게 이용한 예술가”라며 과학적 상상력의 중요성을 강조했다. 20세기를 대표하는 SF 거장으로 꼽히는 미국 작가 필립 K 딕이 1950년대 초에 쓴 ‘마이너리티 리포트’는 2001년 스티븐 스필버그 감독의 영화로도 만들어졌다. 이 작품에서는 멀티터치가 가능한 투명디스플레이, 자율주행차, 망막스캔 인식기술, 보행자 맞춤형 광고 등 현재 연구되고 있거나 미래에 등장할 개연성이 큰 기술들로 가득 차 있어 전문가들에게도 다양하게 인용되고 있다. 이런 이유로 외국에서 SF는 많은 사람들에게 폭넓게 사랑받는 분야이지만 지금까지 국내에서는 일부 마니아들만 좋아하는 장르로 알려져 있었다. 그러나 최근 몇 년 사이에 성인을 대상으로 하는 과학잡지들이 속속 창간되면서 SF에 대한 관심도 함께 늘고 있다. 실제로 외국에서 SF가 대중에게 사랑받는 장르로 자리잡게 된 19세기 중후반은 다양한 과학잡지들이 창간되면서 일반인들도 최신 과학기술에 대한 관심이 커지고 있던 시기였다. 국립과천과학관의 경우 2009년 ‘SF과학영화제’로 시작해 2012년부터는 ‘SF축제’로 규모를 키워 SF 장르를 통해 과학에 대한 대중의 관심을 높이려는 시도를 하고 있다. 올해도 ‘과학이 도전하는 SF’라는 주제로 오는 31일부터 11월 5일까지 6일간 SF축제를 개최한다. 이은경 전북대 과학학과 교수는 “최근 4차 산업혁명과 관련해 기술과 사회의 미래상을 다루는 콘텐츠들이 많아졌지만 청소년을 비롯한 미래 세대들에게 호소력이 있는지는 의문”이라며 “미래 세대에게 미래상을 보여 주고 과학적 영감을 자극하기 위해서는 SF처럼 문화적 상상력을 제공하는 수단이 필수적”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중력파, 전자기파 동시관측으로 중성자별 관련 천문학 난제 해결한국과학자 포함된 국제공동연구진 성과 국내 연구진이 포함된 국제공동연구진이 세계 최초로 중력파와 X선, 감마선, 가시광선 같은 전자기파를 동시에 관측하는데 성공했다.블랙홀 충돌로 생긴 중력파가 지난해 초 검출됨에 따라 올해 노벨물리학상 수상업적으로 선정됐다. 그런데 이번에 중성자별의 충돌에 의해 생기는 중력파는 물론 감마선, X선, 가시광선을 동시에 발견하는데 성공한 것이다. 이번 연구로 그동안 이론상으로만 알려진 ‘킬로노바’의 존재를 관측해 설득력 있게 증명해냈다는 평가를 받고 있다. 킬로노바는 블랙홀이나 중성자별이 충돌하면서 생기는 것으로 초신성이라고도 불린다. 이번 연구는 전 세계 45개국 900여 기관 소속 50개 연구그룹에 속한 3500여 명 과학자들의 협동연구의 성과다. 국내에서도 서울대 초기우주천체연구단, 한국천문연구원, 한국중력파협력연구단, 성균관대 우주과학연구소 소속 38명의 과학자들이 연구에 참여했다. 중력파검출 국제연구단인 라이고, 비르고 과학협력단은 지난 8월 17일 오후 9시 41분(한국시간)에 처음 중성자별 충돌로 만들어진 중력파 발생현상을 관측하고 ‘GW170817’라고 이름지었다. 연구진은 중력파 종료 2초 후에는 2초간 발생한 짧은 감마선 폭발현상을 관측했고 다시 11시간 후에는 약 1억 3000만 광년이 떨어진 은하 ‘NGC 4993’에서 ‘GW170817’과 똑같은 별의 모습을 가시광선으로 발견했다.초기우주천체연구단 단장인 임명신 서울대 교수가 이끄는 광학연구진은 천문연구원의 KMTNet 망원경과 서울대에서 보유한 이상각 망원경을 사용해 중력파 발생 이후 21시간이 지난 때부터 GW170817에 대한 추적관측을 했고 성균관대 연구팀은 멕시코에 있는 광학망원경과 남극에 있는 뉴트리노 천문대에서 이 별의 탄생을 확인했다. 다시 미국항공우주국(NASA)에서 운영하는 찬드라 X선 우주망원경으로 X선을 관측함으로써 천문학계의 난제로 알려진 중성자 별 충돌결과로 예측됐던 킬로노바 현상과 특이한 감마선 폭발현상을 확실히 확인하게 됐다. 국제공동연구진은 먼 우주의 천체를 가시광선이나 감마선, X선처럼 하나의 수단으로 확인하는 것이 아니라 중력파와 이들 전자기파 신호를 동시에 관측해 연구하는 다중신호 천문학 탄생을 알리는 계기라고 평가하고 있다. 한국중력파연구협력단을 이끄는 이형목 서울대 교수는 “천문학 난제였던 중성자별 충돌 현상을 이번에 단숨에 규명한 것처럼 다중신호 천문학 연구로 우주론, 중력, 밀집천체 등 다양한 연구분야에서 획기적 발견이 이어질 것”이라고 예측했다. 임명신 교수도 “중력파와 광학관측 협동연구로 중력파 신호가 정확히 어디에, 어떤 천체로부터 오는지 최초로 밝힌 역사적 연구”로 “중성자별의 핵입자물리학적 상태를 규명하는 계기가 될 것”이라고 말했다. 이번 연구는 16일 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 2편의 논문으로, 천문학 및 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 5편의 논문으로 발표됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초음속 여객기 콩코드의 실패 이후 맥이 끊겼던 초음속 여객기 제작 기술이 ‘콩코드의 아들’을 통해 다시 서서히 기지개를 켜고 있다. 최근 미국 보스턴에 위치한 항공회사 ‘스파이크 에어로스페이스’는 세계 첫 개인용 초음속 여객기의 무인 테스트 비행을 성공적으로 마쳤다고 밝혔다. 에어버스 등 유명 항공 엔지니어 출신들이 모여 만든 이 초음속 여객기의 이름은 ‘S-512’. 프로토타입으로 실시된 이번 테스트 비행은 뉴잉글랜드에 위치한 개인 비행장에서 이루어졌다. 이 회사의 CEO 비크 카초리아는 "이번 테스트는 총 6차례 실시됐으며 실제 환경에서 실행됐다"면서 "모두 성공적으로 이루어졌으며 여기서 얻어진 데이터는 실제 기체 제작에 활용될 것"이라고 밝혔다. 회사 측에 따르면 완성된 S-512의 실제 비행은 2021년 초, 여객운송은 2023년 예정이다. 화제를 모은 S-512는 총 18명의 승객을 싣고 마하 1.6(시속 1963㎞)의 속도로 날 수 있으며 최대 마하 1.8(시속 2205㎞)까지도 가능하다. 이 정도면 미국 LA에서 한국까지 6시간 남짓이면 도착하는 어마어마한 속도. 특히 이 여객기의 특징 중 하나는 창문이 없다는 점이다. 일반적인 여객기에 설치된 창 대신 얇은 디스플레이 스크린으로 벽면을 ‘도배’해 기체 밖에 설치된 카메라가 전송한 화면을 그대로 볼 수 있다. 해외언론이 S-512에 관심을 갖는 이유는 지난 2003년 10월 24일 콩코드의 마지막 비행 이후 사라진 초음속 여객기 시대가 다시 도래할 것으로 예상하기 때문이다. 최초로 초음속 여객기 시대를 연 콩코드는 영국과 프랑스가 함께 개발한 기체로 런던과 뉴욕사이를 단 3시간 30분만에 주파했다. 문제는 공기저항을 줄이기 위해 날렵한 기체로 설계된 탓에 총 탑승 승객이 100명에 불과했으며, 다른 여객기에 비해 엄청난 소음과 함께 두 배 이상의 연료를 소모한 점이다. 여기에 우리 돈으로 무려 1600만원이 훌쩍 넘는 편도요금(런던-뉴욕)은 재벌이나 탈 수 있는 가격. 곧 콩코드의 퇴장은 기술적으로 진보한 상품이 반드시 성공하는 것은 아니라는 명제를 남겼다. 이후 전세계 항공업계는 속도보다는 경제성에 초점을 둬 많은 승객과 화물을 실을 수 있는 덩치 큰 여객기 개발에 앞장서왔다. 그러나 전세계 경제규모가 커지면서 초음속 비행의 수요가 살아났고 소음 문제 등을 극복할 기술이 개발되면서 최근 들어 다시 초음속 여객기 개발에 불이 붙었다. 스파이크 에어로스페이스외에도 미 항공우주국(NASA)과 록히드마틴, 붐 테크놀러지 등이 현재 초음속 여객기를 개발 중에 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구상에서 가장 값비싼 금속인 금. 이 금이 어떻게 만들어졌는가에 대해 완전히 밝혀지지는 않았지만, 우주 초창기에 별이 벼려냈다는 것 정도는 알려져 있다. 그러나 우리 태양계에 존재하는 금의 양을 보면 우주 초기 초신성 폭발 등으로 만들어진 금의 양보다 훨씬 더 많다는 계산서가 나와 과학자들의 골머리를 앓게 했다. 이 미스터리에 대한 답이 최근에 밝혀졌는데, 그것은 바로 중성자 충돌이라는 사건이었다. 138억 년 전 빅뱅으로 우주가 탄생했을 때, 태초의 빅뱅 우주공간을 가득 채운 최초의 물질은 수소였다. 원자번호 1인 수소는 양성자 하나와 전자 하나로 이루어진 가장 단순한 원소다. 이에 비해 금은 양성자 79개, 전자 79개로 이루어진 중원소다. 원자번호 77인 이리듐은 양성자가 77개, 원자번호 80인 수은은 양성자가 80개다. 이론적으로는 이리듐 핵에 양성자 2개를 박아넣거나, 수은에서 양성자 한 개를 빼내면 누런 금이 되는 셈이다. 이런 기술을 연구하는 학문이 연금술이다. 물론 지금까지 연금술로 금을 생산하는 데 성공한 연금술사는 없다. 놀랍게도 최고의 과학천재로 일컬어지는 뉴턴은 연금술사였다. 그가 연금술을 연구하는 데 쓴 시간과 정력은 물리나 수학 연구에 쓴 것보다 더 많았다고 한다. 물론 뉴턴도 ‘연금’에 성공하지는 못했다. 뉴턴이 만년에 정신착란을 보인 것은 연금술 연구로 많은 수은을 섭취한 것이 원인이라 한다. 연금술이 실패한 것은 금보다 가벼운 원소의 핵자 속으로 양성자를 박아넣을 수 있는 에너지는 초신성 폭발 같은 어마무시한 힘이 아니고는 불가능하기 때문이다. 지구상에서는 어떤 수단을 동원하더라도 그런 에너지를 생산할 방법이 없다. 그러니까 뉴턴을 비롯한 수많은 연금술사들은 물질의 거죽만 주무르면서 금을 만들겠다고 헛고생만 죽도록 한 셈이다. 하긴 그 덕분에 화학이 발전하기는 하지만. 위의 그림은 두 중성자별이 나선운동을 하면서 충돌 직전에 있는 상황을 표현한 것이다. 중성자별이란 초거성이 초신성 폭발로 외피를 모두 날려버린 후 별 중심부가 엄청난 밀도로 뭉쳐진 별을 가리킨다. 이 별 물질 1리터의 무게는 무려 1조 톤에 달한다. 2016년 미국 하버드 스미소니언 센터는 중성자별의 충돌로 생긴 엄청난 양의 에너지를 발견하고, 이 과정에서 실제 금이 만들어 질 수 있다는 것이 증명했다. 초신성 폭발과는 달리 두 중성자 별들 간의 충돌은 금과 같은 귀중한 금속들을 수없이 만들어 낸다. ‘GRB 130603B’로 명명된 폭발 천체는 미항공우주국(NASA) 스위프트 위성을 통해 관측됐으며, 연구팀은 충돌 과정에서 금을 포함한 태양 질량의 약 1/100에 해당하는 물질들이 방출된 것으로 추정했다. 연구에 참여한 하버드 스미소니언 센터 선임연구원 에도 버거는 “이번 중성자별 충돌 과정에서 생겨난 금의 양이 달 질량에 10배 일 수 있다”고 설명했다. 따라서 지금 당신의 손가락에 끼워져 있는 금반지는 초신성 폭발이나 중성자별의 충돌 결과 만들어진 것으로, 이러한 물질들이 우주공간을 떠돌다 태양계가 생성될 때 지구로 흘러들어 광맥을 이루었으며, 광부의 손에 의해 채취되어 금은방을 거친 끝에 당신 손가락에 끼워진 셈이다. 이것은 소설이 아니라 과학이다. 그러니까 우리 손가락의 금반지는 수십억 년 전 저 우주공간에서 일어난 초신성 폭발이나 중성자별 충돌의 기념품이라 해도 틀린 말은 아닌 셈이다. 이런 기념품을 입 속에 갖고 있는 사람들도 많다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우리나라 학생들 사이에서도 인기있는 장난감 '피젯 스피너'. 엄지와 검지를 이용해 날개를 돌리는 단순한 회전으로 재미있는 얻는 피젯 스피너를 과연 우주에서 돌리면 어떻게 될까? 지난 14일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)의 우주비행사 랜디 브레스닉이 이같은 궁금증을 해소시켜주는 영상을 공개했다. 국제우주정거장(ISS)에서 촬영된 영상을 보면 브레스닉의 손길을 받은 피젯 스피너는 지상과 마찬가지로 빠른 속도로 회전한다. 물론 가장 큰 차이점은 피젯 스피너가 공중에 둥둥 떠있는 상태로 회전한다는 점이다. 물론 이는 ISS가 중력이 거의 없는 극미중력상태이기 때문에 가능하다. 마찬가지로 우주비행사 역시 피젯 스피너처럼 빠르지는 않지만 빙빙 돌 수 있다. 브레스닉은 "피젯 스피너가 얼마나 오래 회전할 수 있을 지는 알 수 없다"면서 "뉴턴의 운동법칙을 실험하는 훌륭한 실험"이라고 밝혔다. 　 　 한편 ISS는 고도 약 350~460km에서 시속 2만 7740km의 속도로 하루에 16번 지구 궤도를 돈다. 이 때문에 ISS는 일출과 일몰, 오로라, 태풍과 번개, 수많은 별들을 관측하기에 가장 좋은 명당자리로 우주비행사들은 하루에 16번 일출과 일몰을 본다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

역사상 최악의 산불 피해로 고통받는 미국 캘리포니아 주 일대의 모습이 우주에서도 관측됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 위성 테라(Terra)에 장착된 열-굴절 복사계인 아스타(ASTER)가 촬영한 캘리포니아 일대의 모습을 사진으로 공개했다. 지난 12일(현지시간) 촬영된 사진을 보면 우주에서도 거대한 연기가 자욱하게 피어오르는 것이 한 눈에 관측된다. 사진에서 붉은 색 부분은 초목을 의미하며, 노란색으로 묘사된 부분이 바로 산불이 피어오르는 지역이다. 이에앞선 11일 지구자원 등을 탐사하는 NASA의 위성 '랜드샛8'(Landsat 8)도 지옥같은 산불의 모습을 촬영해 지구로 보내왔다. 이 사진에서도 역시 산불로 인한 연기로 자욱해진 캘리포니아 일대의 모습이 적나라하게 담겨있다. 현지언론에 따르면 지난 9일부터 나파, 소노마 등 북 캘리포니아 8개 카운티에서 발생한 20여 개의 동시다발 산불로 지금까지 40명 이상의 사망자와 수백 여명이 실종 상태다. 특히 북 캘리포니아 전역에 시속 35∼45마일(56∼71㎞)의 돌풍까지 불어 당국은 산불 진화에 어려움을 겪고있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국제우주정거장(ISS)이 태양면 앞을 지나는 순간, 새 한 마리가 끼어들어 이중 일식을 연출하는 놀라운 사진이 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 발표되어 우주 마니아들의 눈을 즐겁게 해주고 있다. 볼거리는 이뿐 아니다. 자세히 사진을 보면, 태양면에 그늘을 만들고 있는 거대한 흑점들이 여기저기 자리잡고 있는 모습도 볼 수 있다. 눈으로 보기에는 비록 조그만 점들로 보이지만, 큰 흑점은 지구가 몇 개가 퐁당 들어가고도 남을 크기다. 저 태양 흑점들이 우리와 별 상관 없이 생각될지 모르지만, 흑점이 활동 극성기에 들어가 흑점폭발을 일으키면 지구상의 통신을 마비시키고 정전으로 수조 원을 손실을 발생시킬 수도 있다. 우주는 이처럼 우리 일상과 밀접한 관계가 있다. 흑점은 태양의 표면, 즉 광구에 존재하는 영역으로, 흑점이 검게 보이는 이유는 대류가 이루어지지 않아 주변의 6000K 정도의 온도에 비해 낮은 약 4000~5000K 온도를 지니고 있기 때문이다. 그러나 실제의 밝기는 어둡지 않으며, 만약 흑점 하나를 주변의 광구로부터 분리해서 밤하늘에 갖다놓으면 보름달보다 밝다. ISS가 태양면을 통과하는 데 걸리는 시간은 1.2초에 불과하다. 새는 ISS에 비해 지구에 훨씬 가깝게 날고 있지만, 태양면 통과시간은 ISS와 비슷해 이 같은 사진이 찍히게 되었다. 유럽우주국(ESA)의 천문학자들은 새가 카메라 렌즈로부터 86m의 높이에서 날고 있다는 계산서를 뽑아냈다. 이 천문학자들 덕분에 우리는 ISS와 새와 태양 흑점들이 연출하는 진기한 우주 풍경을 감상할 수 있게 된 셈이다. 참고로, ISS에서 달은 약 38만㎞, 태양은 약 1억 5000만㎞ 떨어져 있고, 지구 대기권은 고도 1,000㎞까지이다. NASA에서는 지상 100㎞ 이상을 우주로 정의하고 있다. ISS는 러시아와 미국을 비롯한 세계 각국이 참여하여 1998년에 건설이 시작되어 현재는 완공된 다국적 우주정거장으로, 지구 저궤도에 속하는 400㎞ 고도에서 시속 28,000㎞의 속도로 약 90분에 지구를 한 바퀴씩 돌며 하루에 약 16회 지구를 공전한다. 최소한 2020년까지는 운영될 계획인 ISS는 지상에서 육안으로 볼 수 있다. ​2008년 4월 한국 최초의 우주 비행사 이소연이 이 ISS에서 11일 동안 머물면서 과학실험과 관찰 임무를 수행한 바 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

위성이나 우주선을 지구 궤도나 혹은 그보다 더 멀리 발사하기 위한 로켓은 대부분 다단계 로켓이다. 이는 한 개의 로켓으로 충분한 속도를 얻기 힘들기 때문이기도 하지만, 고도에 따라 로켓의 효율이 크게 달라지기 때문이기도 하다. 로켓이란 기본적으로 연소실과 외부의 압력 차이에 의해 기체가 분사되면서 추력을 내는 구조다. 따라서 외부 기압이 높은 지상과 외부에 공기가 거의 없는 높은 고도의 엔진은 최적화된 구조가 다르다. 이 문제를 회피할 수 있는 가장 간단한 해결책이 다단계 로켓이다. 1단, 2단의 로켓 엔진을 다른 고도에서 연소시키면 되기 때문이다. 그런데 과거 하나의 로켓 엔진으로 모든 고도에서 최적의 효율을 확보하려는 시도가 있었다. 미국항공우주국(NASA)이 개발했던 X-33의 경우 독특한 길쭉한 모양의 XRS-2200 리니어 에어로스파이크 엔진을 이용했다. ‘리니어 에어로스파이크’(Linear Aerospike) 엔진은 전통적인 벨 노즐 모양의 로켓과 달리 하나의 엔진만으로도 모든 고도에서 최적의 효율을 낼 수 있다. 본래 이 엔진을 개발한 목적은 여러 번 재활용할 수 있는 일체형 우주 왕복선을 개발하기 위한 것이었다. 하지만 연료 탱크 개발이 지연되고 전체 비용이 증가하게 되자 2001년 취소됐다. 사실 이것 때문에 우주 왕복선을 대체할 차세대 우주 왕복선 계획이 취소된 것이다. 아무튼, 당시 문제가 되었던 것은 엔진보다는 다른 부분의 문제였다. 따라서 이 엔진을 부활시키려는 시도가 진행 중이다. ARCA라는 기업에서 개발하는 Hass 2CA 로켓이 그 주인공인데 (사진) 한 개의 저렴한 1단 로켓을 이용해서 소형 상업용 위성 발사 시장에 뛰어들려는 것이 목적이다. 여러 개로 분리되지 않는 한 개의 동체를 사용하면 새로운 엔진을 사용해서 드는 추가 비용보다 더 큰 비용을 절감할 수 있다는 것이 이들의 생각이다. 물론 실제로 그런지는 확인이 필요하다. 우선 ARCA는 시험 발사체인 데몬스트레이터 3 로켓을 120km 고도까지 발사할 계획이다. 만약 개발이 순조롭게 이뤄진다면 1단 로켓만으로 인공위성 발사가 가능해질 것이다. 더 나아가 더 대형 로켓도 1단만으로 구성이 가능할 수 있다. 그러면 더 저렴하고 신뢰성 있는 로켓 개발이 가능해질 것이다. 과연 이 로켓이 기존의 전통적인 로켓이 자리 잡은 상업용 위성 시장에서 성공을 거둘 수 있을지 결과가 주목된다. 사진=ARCA 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

트럼프 정부는 유인 우주비행의 우선 순위를 결정하고 우주에서의 미국의 지배력을 확고히 하기 위한 노력의 일환으로 우주 비행사를 달에 보내겠다고 마이크 펜스 미 부통령이 선언했다. 지난 5일(현지시간) 새로 복원된 국가우주위원회(NSC) 첫 번째 회의에서 “우리는 미국의 우주 비행사를 다시 달에 보내 발자국과 국기를 남기고 미국인을 화성에 보내기 위한 기초를 다질 것”이라고 밝힌 펜스 부통령은 “달은 인류의 우주 탐사를 위해 우리의 우주 계획을 검토하는 데 있어 상업적-국제적 파트너십을 강화하기 위한 디딤돌이자 훈련장이 될 것”이라고 덧붙였다. 펜스 부통령의 발언이 있기 하루 전인 4일은 마침 냉전시대의 우주경쟁을 개시한 구소련의 스푸트니크1이 우주비행을 시작한 지 60주년이 되는 날이었다. 펜스 부통령은 이날 연설에서 이 사실을 언급하면서 지금까지의 미국 우주정책이 방향성이 결여되었음에 유감을 표명했다. 그는 “지금까지 우리는 우주에서 선두를 지키기보다 너무 빈번히 표류했던 것이 사실”이라면서 “표류하면 뒤떨어진다는 것을 지난 60년 동안 우리는 충분히 경험했다”고 토로했다. 표류의 증거로 펜스가 내세운 것은 미항공우주국(NASA) 우주인들이 1972년 아폴로의 마지막 달 미션 이후로 저지구 궤도를 넘어섰던 적은 한 번도 없었다는 사실이다. 덧붙여 그는 2011년 스페이스 셔틀이 은퇴한 이후 미국 우주인을 국제 우주정거장에 보내는 데 러시아에 운임을 지불하고 있는 현실을 언급했다. 현재 운임은 우주인 1석당 7600만 달러로, 미국의 두 회사, 스페이스X와 보잉이 우주정거장까지 운행하는 우주 택시를 개발 중에 있으며, 내년에 운행을 시작할 예정이다. 트럼프 행정부는 앞으로 NSC와 협력하여 일관성 있는 장기 우주전략을 수립할 것을 약속하며, 이 전략은 인류의 우주여행과 경제개발, 그리고 국가안보에 주안점을 두게 될 것이라고 밝힌 펜스 부통령은 “우리는 반세기 전에 달 착륙 경쟁에서 승리했다. 지금 우리는 21세기 우주경쟁에서도 승리할 것”이라는 말로 연설을 마쳤다. NSC는 조지 부시가 대통령이던 1990년대 초 활동을 중단했었는데, 트럼프 대통령이 집권 후 6월 30일 행정명령으로 다시 복원시켰다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

중추절(중국의 추석)인 지난 4일 중국 남부에 대형 운석이 떨어졌다.6일 중국 인터넷 매체 ‘펑파이망’에 따르면 미국 항공우주국(NASA)은 지난 4일 오후 8시 7분쯤 지구에 ‘소행성’이 충돌했다고 밝혔다. 낙하 지점은 중국 윈난성 샹그리라에서 북서쪽으로 약 40㎞ 떨어진 곳이라고 NASA는 설명했다. 낙하 지점이 샹그리라 시내에서 비교적 가까웠지만 이로 인한 사상자나 가옥 피해 등은 보고되지 않았다. 당시 충돌 규모는 540t의 TNT(트리니트로톨루엔) 폭약이 터진 것과 비슷한 규모다. 이는 북한의 2006년 1차 핵실험 당시 1000t의 폭발 규모보다는 약하지만 지난 2014년 네이멍구 시린거러에 떨어진 운석의 충돌 규모(450t)보다는 강력한 크기다. 반경 400㎞ 지역에 있는 샹그리라와 리장, 다리 주민들의 상당수가 유성 낙하 장면을 목격했는데, 이들은 당시 하늘이 환하게 밝아지더니 강렬한 진동과 함께 문과 창이 크게 흔들렸다고 전했다. 한 누리꾼이 촬영해 올린 3초짜리 영상에서는 달 크기만한 물체가 2∼3차례의 섬광과 함께 어두운 밤하늘을 밝히며 상공을 비켜갔다. NASA는 웹사이트에 윈난에 떨어진 소행성에 대한 위성관측 결과를 전하면서 소행성이 지구에 떨어진 속도는 초속 14.6㎞였고 공중폭발 고도는 37㎞에 이르렀다고 밝혔다. 중국과학원 윈난천문대 주임 장신창은 촬영된 영상으로 미뤄볼 때 폭발 고도가 높아 지상에 재난을 일으킬 수준까지는 이르지 못했을 것이라면서 대기권에서 폭발한 이 물체가 ‘소행성’급보다는 ‘유성’ 수준으로 보는 것이 적절할 것이라고 덧붙였다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

중추절(추석) 밤 중국 남부에 대형 운석이 떨어졌다. 6일 중국 인터넷 매체 펑파이 등에 따르면 미국 항공우주국(NASA)은 지난 4일 오후 8시 7분(현지시간) 중국 윈난성 샹그리라시에서 북서쪽으로 40㎞ 떨어진 곳에 운석이 충돌했다고 밝혔다. 그러면서 NASA는 이 운석이 지구에 떨어진 속도는 14.6㎞였고 공중폭발 고도는 37㎞로, 충돌 규모는 540t의 TNT 폭약을 터뜨린 것에 상당한 것이라고 덧붙였다. NASA는 대기권에서 폭발한 이 물체가 ‘소행성’급보다는 ‘유성’ 수준으로 보는 것이 적절할 것이라고 전했다. 운석의 낙하지점은 샹그리라 시내에서 비교적 가까웠지만, 이로 인한 사상자나 가옥 피해 등은 보고되지 않았다. 인근 주민들의 상당수가 운석의 낙하 장면을 목격했는데 이들은 당시 하늘이 환하게 밝아지더니 강한 진동과 함께 문과 창문이 크게 흔들렸다고 전했다. 한 누리꾼이 촬영해 올린 영상에는 운석이 몇 차례의 섬광과 함께 밤하늘을 밝히며 상공을 비켜가는 모습이 담겼다.사진·영상=成報/유튜브 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA, 이하 나사)의 뉴호라이즌스호는 명왕성의 놀라운 모습을 카메라에 담아 지구로 전송했다. 명왕성은 상상했던 것보다 훨씬 복잡한 지형을 지니고 있었으며 지질활동의 증거까지 존재했다. 당연히 과학자들은 예상치 못했던 얼음 평원과 산맥을 조사할 후속 탐사선을 구상하고 있다. 더 상세한 정보를 얻기 위해서는 명왕성 표면에 직접 착륙해 관측할 필요가 있기 때문이다. 하지만 명왕성 표면에 착륙하는 일은 매우 까다로운 과제다. 상식적으로 생각하면 달 착륙선처럼 그냥 로켓을 이용해서 착륙하면 될 것 같지만, 우주선의 무게와 발사 비용이 많이 증가하는 문제가 있다. 명왕성까지 거리가 매우 멀기 때문에 뉴호라이즌스호처럼 명왕성을 스쳐 지나가는 가벼운 탐사선을 보내는데도 적지 않은 비용이 들었다. 착륙 시 필요한 넉넉한 연료를 탑재한 탐사선의 비용은 감당이 어려운 수준일 것이다. 나사는 이 문제를 해결할 기발한 아이디어를 모으고 있다. 최근 공개된 한 아이디어는 실현 가능성은 다소 의문스럽지만, 기발하다는 점에서는 감히 비교할 대상을 찾을 수 없을 정도로 참신하다. 왜냐하면, 엔트리크래프트(entrycraft)라는 일종의 풍선을 이용해서 착륙하는 방법이기 때문이다. 명왕성에도 대기는 존재한다. 문제는 밀도가 너무 희박해서 사실 지구인의 관점에서 보면 거의 진공이나 다른 바 없다는 것이다. 따라서 화성 탐사선처럼 낙하산을 사용할 경우 낙하산이 제대로 펼쳐질지 장담이 어렵다. 이를 제안한 글로벌 에어로스페이스 (Global Aerospace Corporation, GAC)는 대형 풍선으로 이 문제를 해결했다. 명왕성 대기에 진입하면 최대 지름 80m의 풍선이 펼쳐지는데, 낙하산과 달리 안에 공기를 주입하면 펼쳐지는 건 문제 없다. 마치 기상 관측용 풍선처럼 거대하게 부풀어 오르면 희박한 대기에서도 항력(drag force. 기체를 잡아당기는 힘)이 작용해서 감속이 가능하다는 이야기다. 이 정도만 해도 반신반의한 이야기인데, 이 탐사선의 진정한 참신함은 그다음이다. 사실 이런 방식으로도 지표에 도달할 때 충분한 감속은 되지 않는다. 예상대로 되더라도 탐사선은 초속 50m의 빠른 속도로 지표에 도달한다. 이렇게 되면 명왕성의 표면 중력이 워낙 약하기 때문에 착륙선이 다시 튕겨 나갈 가능성이 크다. 그런데 이 탐사선은 이를 역이용해서 다시 수백km를 날아올라 명왕성 표면을 뛰어다니면서 관측을 시도한다. (개념도 참조) 제조사 측은 이렇게 하면 아주 작은 연료만으로도 착륙선을 명왕성 표면에 착륙시킬 수 있다고 주장하지만, 아무래도 이 주장은 더 검증이 필요해 보인다. 하지만 풍선 착륙선의 성공 가능성보다 우리가 더 주목해야 할 부분은 모든 가능한 아이디어를 들어보고 비교해보는 나사의 열린 자세다. 이 아이디어는 나사의 NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts) 2017년 회의에서 공개되었으며 나사의 지원을 받고 있다. 이렇게 열린 자세로 모든 가능한 아이디어를 듣는 것이 우주 분야뿐 아니라 과학 전반에서 미국이 앞서가는 힘이 된 것이 아닐까? 우리는 이런 기상천외한 아이디어에 얼마나 관대한지 다시 한 번 생각해 볼 때다. 창의성과 혁신은 그것을 인정하는 분위기에서 가능하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

올해 추석에는 구름 사이로 얼굴을 살짝 내민 보름달을 보며 소원을 빌게 될 전망이다. 깊어가는 추석 밤을 휘황찬란하게 밝혀주지 못해 다소 아쉽지만 사실 우주에서는 더욱 멋지고 신기한 달의 모습을 볼 수 있다. 최근 유럽우주국(ESA) 소속으로 국제우주정거장(ISS)에 머물고 있는 이탈리아 출신의 우주비행사 파울로 네스폴리가 흥미로운 월출(月出) 사진을 공개했다. 태양빛을 머금고 반짝이는 지구 위로 떠오르는 작은 천체가 바로 달이다. 지난달 말 달을 촬영한 그는 이 사진에 "평화롭고 숨막힌다"는 평을 남겼다. 위의 사진을 확대한 듯 보다 가까이에서 촬영한 사진도 있다. 미 항공우주국(NASA)의 우주비행사 랜디 브레스닉이 지난 8월 3일 ISS에서 촬영한 사진이다. 브레스닉은 "아름다운 달이 떠오르고 있다. 그 모습을 달리 자세히 설명한 말이 없다"며 감탄했다. 평상시보다 달이 더 크고 밝게 빛난다는 슈퍼문도 우주에서 관측됐다. 지난 2014년 8월 10일 ISS에 머물렀던 러시아의 우주비행사 올레그 아르테몌프가 자신의 트위터에 남긴 사진이 바로 그것이다. 지상에서 바라본 슈퍼문과는 또다른 느낌을 자아내는 이 사진에는 처음 지구 위로 밝은 빛을 발하며 떠오른 달이 얼마 후 수줍은 듯 색이 바래며 사라지는 모습이 담겨있다. 한편 한국천문연구원에 따르면 올해 한가위 보름달은 4일 17시 34분(서울 기준)에 뜨기 시작해 가장 높이 뜨는 시각은 23시 30분이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구 밖 우주 공간에서 1년을 보내는 것이 사람의 신체에는 어떤 영향을 미칠까. 1년간 우주에서의 생활과 모험을 생생하게 담아낸 다큐멘터리가 안방극장에 오른다.5일 낮 12시 40분 EBS에서 방송하는 다큐멘터리 ‘우주에서 보낸 1년’은 2015년 국제우주정거장(ISS)에서 1년을 체류한 우주비행사 스콧 켈리와 미하일 코르니엔코를 밀착 취재했다. 지금까지 수많은 우주비행사가 우주 탐사에 도전했지만 1년 가까이 우주에서 머무는 일은 흔치 않다. 스콧 켈리는 당시 340여일의 우주 체류를 포함해 총 네 차례에 걸쳐 520일간 우주에서 생활했다. 특히 미국항공우주국(NASA)에서 스콧 켈리의 신체 변화를 지구에 있는 쌍둥이 형제 마크 켈리와 비교한 점이 흥미롭다. 혈액, 소변 등 여러 신체 샘플을 대조하며 우주 생활이 신체 변화에 미치는 영향을 분석해 본다. 우주정거장에서 1년간 생활하는 우주비행사들의 삶은 수천 가지 실험으로 바쁘다. 극미중력 상태에서 발생하는 골밀도 손실, 근손실 등에 대비해 부지런히 운동하는 건 필수이다. 때때로 식량을 보내오는 보급선이 연기되거나 대기 중에 폭발해버리면서 식량 수급을 걱정해야 하는 위기에 처한다. 우주여행에 관한 여러 가지 경험과 지식을 전직 우주비행사들의 상세한 인터뷰로 얻을 수 있다. 6일 낮 12시 10분에는 광활한 시베리아의 야생을 포착한 ‘시베리아 야생을 가다’(EBS)를 만날 수 있다. 지구상에서 가장 넓은 면적을 차지하고 있는 러시아에는 인간이 범접하기 힘든 캅카스산맥과 우랄산맥, 시베리아가 펼쳐져 있다. 사람의 발길이 거의 닿지 않는 드넓은 대자연 속에서 야생동물들은 문명의 간섭 없이 자유롭게 생존한다. 카메라는 좀처럼 모습을 드러내지 않던 신비로운 생명체들을 포착했다. 러시아 극동지방의 너른 삼림에 서식하는 아무르호랑이는 현재 500여 마리밖에 남지 않았다. 혹한에는 강하지만 인간의 접근에 민감한 데다 남은 개체 수가 얼마 되지 않아 관찰하기가 쉽지 않다. 북부의 툰드라 지대에서는 거대한 무리를 이뤄 초원을 누비는 순록의 모습을 볼 수 있다. KBS 1TV에서는 7일 오전 8시 45분과 8일 오전 8시 20분에 추석특집으로 농업 다큐멘터리 ‘작지만 강한 사람들, 강소농’을 방송한다. 6차 산업화 ‘스마트팜’의 바람에 힘입어 농촌도 이제는 활발한 비즈니스의 현장으로 바뀌고 있다. ‘농업 대국’ 미국과 중국에 비해 농업 시장의 규모가 작은 우리나라는 작지만 강한 농부 ‘강소농’에서 해답을 찾을 수 있다. 자신만의 아이디어로 새로운 부가가치를 창출하는 국내 성공한 농부들의 이야기와 빅데이터를 활용해 미래 농업을 개척하고 있는 해외 선진 사례들을 찾아 소개한다. 신융아 기자 yashin@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성을 향한 먼 길을 떠나면서 지구인에게 추석 선물을 보냈다. 바로 지구와 달을 한 프레임으로 잡은 다정한 형제 사진이다. 이 사진은 오시리스-렉스가 지구의 중력도움을 얻기 위해 스윙바이를 한 직후인 9월 26일(한국시간), 지구로부터 약 130만km 떨어진 우주공간에서 찍은 것이다. 이는 지구-달 사이 거리인 38만km의 3배쯤 되는 거리다. 오시리스-렉스는 소행성을 연구하고 표본을 지구로 가져오기 위해 2016년 9월 8일 발사된 탐사선으로, 목성 탐사선 주노, 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스에 이은 뉴 프런티어 계획의 세 번째 탐사선이다. 오시리스-렉스의 행선지는 지구 근처를 도는 지구 근접 소행성 101955 베누(1999 RQ36)로, 여기에서 표본을 채취해 2023년 지구로 가져올 예정이다. 소행성의 물질은 태양계 생성 때의 원형 물질을 그대로 간직하고 있기 때문에 태양계의 형성과 진화, 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보를 갖고 있을 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 오시리스-렉스가 베누에 도착하는 건 2018년 말경이며, 베누에 도착하면 1년 반 일정으로 베누 궤도를 돌며 관측하고 최소 3회 샘플 회수에도 도전한다. 샘플을 채취하는 방법은 소행성 표면에 질소 가스를 분사해 날아오는 파편을 회수하는 식이다. 계획대로라면, 2020년 7월, 소행성 표면에서 적어도 60그램의 샘플을 채취한 후 캡슐에 담는다. 캡슐은 2023년 9월 지구로 귀환, 낙하산을 타고 미국 유타주 사막에 내린다. 7년에 걸친 긴 미션이 되는 셈이다. 이 미션에 투입된 비용은 발사체 비용인 1억 8350만 달러를 포함하여 약 10억 달러(1조 1000억원)에 달한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com