미국 항공우주국인 나사(NASA)는 2006년 1월 인류 최초로 명왕성을 탐사하기 위해 탐사선 뉴 허라이즌스(New Horizons)호를 발사했다. 뉴허라이즌스는 9년 반에 걸친 긴 여행 끝에 2015년 7월 명왕성과 그 위성을 관측해 지구로 전송했다. 덕분에 과학자들은 태양계 끝에 있는 작은 얼음 천체인 명왕성이 생각보다 복잡한 지형을 지닌 미스터리 얼음 천체라는 사실을 확인했다. 하지만 뉴 허라이즌스의 임무는 여기서 끝나지 않았다. 뉴허라이즌스는 2019년 태양계 외곽의 얼음 소행성인 ‘486958 아로코트’를 관측했다. 이 소행성은 본래 임무에 없던 목표였으나 우연히 뉴 허라이즌스호의 비행경로에 가까이 있는 것이 발견되어 임무에 추가됐다. 덕분에 과학자들은 지금까지 인류가 탐사선을 보낸 천체 중 가장 멀리 떨어진 천체이자 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt) 천체를 직접 탐사할 수 있는 기회를 얻었다. 카이퍼 벨트는 태양계에서 해왕성 궤도 밖에 있는 얼음 천체들의 모임으로 대략 30~50AU(1AU는 지구~태양 거리인 1.5억㎞) 정도에 분포하는 것으로 추정된다. 단주기 혜성(2~200년의 공전 주기를 갖는 혜성)은 주로 이곳에서 기원하는 것으로 알려져 있다. 하지만 태양에서 멀리 떨어진 작은 천체들의 모임이다 보니 아직 밝혀내지 못한 부분이 더 많다. 콜로라도 대학의 알렉스 도너가 이끄는 연구팀은 뉴 허라이즌스호가 보낸 데이터를 분석해서 카이퍼 벨트의 실제 크기가 예상보다 훨씬 크다는 증거를 발견했다. 연구팀은 뉴허라이즌스호에 탑재된 ‘베네타 버니 스튜던트 먼지 측정기’(Venetia Burney Student Dust Counter·VBSDC)를 이용해 카이퍼 벨트의 크기를 짐작할 수 있는 단서를 발견했다. 이 장치는 우주에 있는 매우 미세한 먼지의 밀도를 측정한다. 물론 이것만으로 카이퍼 벨트 천체의 존재를 직접 증명할 순 없지만, 중요한 단서를 얻을 순 있다. 카이퍼 벨트의 얼음 소행성들이 서로 충돌할 경우 주변으로 먼지를 날릴 수밖에 없기 때문이다. 일정 농도 이상의 우주 먼지는 카이퍼 벨트가 여전히 끝나지 않았다는 것을 의미한다. 따라서 태양에서 점점 멀어지는 뉴 허라이즌스호가 지나간 비행경로의 먼지 밀도를 측정하면 카이퍼 벨트의 크기를 간접적으로 측정할 수 있다. 연구 결과 카이퍼 벨트의 크기는 예상보다 더 커서 80AU 거리까지 펼쳐진 것으로 나타났다. 대부분의 소행성이 서로 수백만㎞ 이상 떨어져 있고 대개 지름 수십㎞ 이하의 작은 소행이라 지구에서 직접 관측은 어렵지만, 작은 얼음 천체들이 태양계 외곽에 예상보다 더 많이 존재하는 셈이다. 뉴허라이즌스호의 원자력 전지는 2040년까지는 작동할 것으로 예상되기 때문에 앞으로 데이터를 분석하면 카이퍼 벨트의 정확한 크기를 알 수 있을 것으로 기대된다. 명왕성 탐사와 실질적으로 마지막 소행성인 아로코트 탐사 이후에도 탐사 임무를 계속하는 뉴허라이즌스호가 어떤 새로운 사실을 밝혀낼지 궁금하다.

대기질 측정 장비를 갖춘 미 항공우주국(NASA)의 연구용 DC-8 항공기가 26일 오전 서울 도심 위를 지나고 있다. 국립환경과학원과 NASA는 겨울철 대기오염 원인을 밝히기 위해 2월부터 3월까지 정지궤도에 환경위성(GEMS), 걸프스트림 비행기, DC-8 항공기 등 양국의 첨단 장비를 동원해 아시아 대기질 공동 조사(ASIA-AQ)를 진행한다. 연합뉴스

상상할 수 없는 놀라운 오로라가 아이슬란드 상공에 펼쳐져 단박에 우주 마니아들의 눈길을 사로잡았다. 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 ‘오늘의 천체사진(APOD)’ 25일자에 게시된 이 희한한 오로라를 잡은 사연은 다음과 같다. 오로라 관측자들이 거의 돌아간 오전 3시 30분, 아이슬란드의 조용한 9월 밤, 그날 밤의 오로라 대부분이 사라졌다. 갑자기, 예기치 않게 새로운 입자의 폭발이 우주에서 흘러내려 지구 대기를 다시 한 번 밝혔다. 이번에는 놀랍게도 환상적으로 밤이 거대한 불사조(phoenix)를 연상시키는 놀라운 형태로 빛났다.사진 작가는 준비된 카메라 장비를 사용하여 두 개의 빠른 하늘 이미지를 촬영한 후 즉시 화면의 아래 3분의 1에 땅의 풍경을 촬영했다. 배경에 길게 누워 있는 산은 헬가펠 산이고, 전경에 있는 작은 강은 칼다라 불리는 강이다. 아이슬란드 수도 레이캬비크에서 북쪽으로 약 30km 떨어져 있는 지역이다. 숙련된 별지기들이라면 산 바로 위 왼쪽에 오리온자리가 있고, 프레임 중앙 바로 위에 플레이아데스 성단이 보인다는 사실을 알 수 있을 것이다. 단 1분 동안만 지속되었다가 이내 영원히 사라진 2016년의 이 놀라운 오로라는 디지털로 구성된 특집 이미지 모자이크에 포착되지 않았다면 아무도 믿지 않는 공상적인 우화로 치부되었을 것이다. 때로 우주는 우리가 상상할 수도 없는 일들을 이렇게 시전한다. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

1990년 발사된 허블우주망원경은 30년 넘게 가장 강력한 우주 망원경의 자리를 지켰다. 가장 강력한 우주 망원경의 지위는 2021년 발사된 제임스 웹 우주망원경(JWST)에게 넘겨줬지만, 여전히 허블우주망원경은 가시광선 영역에서는 가장 강력한 성능을 지닌 망원경으로 활약을 멈추지 않고 있다. 제임스 웹 우주망원경은 적외선 영역에서 관측하기 때문에 그보다 파장이 짧은 가시광선 영역에서는 허블우주망원경의 역할이 여전히 중요하다. 사실 인간의 눈에 보이는 가시광선 영역은 우주에 있는 빛의 극히 일부에 지나지 않는다. 과학자들은 온전한 우주의 모습을 보기 위해서 X선이나 감마선, 자외선, 적외선, 전파 등 다양한 파장에서 우주를 관측한다. 한 번에 모든 파장을 볼 수 있는 망원경이 있다면 좋겠지만, 파장에 따라 성질이 너무 다르기 때문에 한 가지 형태의 망원경을 사용할 수 없다. 결국 거대한 접시 같은 전파 망원경부터 X선이나 감마선을 관측하는 위성까지 다양한 형태의 망원경이 필요하다. 미 항공우주국(NASA)은 사실상 거의 모든 파장에서 우주를 관측하기 위해 다양한 망원경을 운용하고 있다. 하지만 사실 가시광선보다 더 짧은 자외선 영역에서 빈자리가 존재한다. 자외선의 상당 부분은 대기의 오존층에서 흡수되기 때문에 제대로 관측하려면 X선이나 감마선처럼 우주 망원경이 필요한데, 2003년에서 2013년 사이 임무를 수행한 갈렉스(Galaxy Explorer, GALEX) 이후 새로운 자외선 우주망원경을 발사하지 않았기 때문이다. 물론 스위프트 X선 관측 위성처럼 다른 우주망원경들이 일부 자외선 영역을 관측하긴 하지만, 전문적인 자외선 관측 우주망원경은 갈렉스 퇴역 이후 발사되지 않았다. NASA는 이 공백을 메우기 위해 UVEX(UltraViolet EXplorer)라는 차세대 자외선 우주망원경 프로젝트를 발표했다. 2030년 발사 예정인 UVEX는 거의 30년 후에 발사되는 만큼 그동안의 기술 진보를 반영해 갈렉스보다 50-100배 정도 뛰어난 성능을 목표로 하고 있다. 과학자들은 UVEX를 통해 초신성 폭발이나 중성자별의 충돌처럼 고온의 입자에서 엄청난 에너지가 방출되는 사건을 더 잘 분석할 수 있을 것으로 보고 있다. 그리고 천문학에 있는 빈틈을 메워 모든 파장에서 골고루 우주를 볼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

미국의 민간 우주기업이 개발한 달 탐사선이 달 착륙에 성공했다. 23일 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 미 기업 인튜이티브머신스의 달 탐사선 오디세우스(노바-C)가 이날 오전 8시 23분쯤(한국시간 기준, 미국 동부 표준시로 22일 오후 6시 23분) 달 남극 부근의 말라퍼트A 분지에 무사히 착륙했다. NASA는 인터넷 중계를 통해서도 “미국이 반세기만에 처음으로 민간 탐사선을 이용해 달에 돌아왔다”고 밝혔다.스티븐 알테무스 인튜이티브머신스 최고경영자(CEO)는 홈페이지를 통해 생중계된 방송에서 “어려운 일이라는 걸 알지만, 우리는 달 표면에 와있고, 신호를 보내고 있다”며 “달에 온 것을 환영한다”고 말했다. 그러면서 “오디세우스의 정확한 상태는 아직 알 수 없지만, NASA는 착륙선이 달 표면에 닿았다고 확인했다”고 덧붙였다. 이 회사는 이날 착륙 예정 시간 이후 한동안 오디세우스 탐사선과의 교신에 어려움을 겪는 모습을 보이다가 10분여 뒤에 “오디세우스 안테나로부터 희미한 신호가 잡혔다”고 밝혔다.중계 화면에는 관제센터 직원들과 관계자들이 오디세우스 탐사선의 착륙 신호를 확인하고 환호하는 모습도 담겼다.미 CNN 방송은 오디세우스 탐사선이 “똑바로 세워져 있으며 데이터를 보내기 시작했다”는 회사 측 확인을 받았다고 보도했다. 지난 달 일본 달 탐사선 ‘슬림’이 달 착륙에 성공은 했으나, 몸체가 뒤집혀 전력 수급에 문제가 있다는 점에서 주목되는 부분이다. 이번 오디세우스호의 성공은 지난 15일 이 탐사선이 플로리다주의 NASA 케네디 우주센터에서 우주를 향해 발사된 지 약 일주일만에 나왔다. 회사 측이 달 착륙 성공을 발표하면서 미국은 지난 1972년 12월 아폴로 17호 이후 약 52년 만에 자국의 우주선이 달에 도달하는 쾌거를 이뤘다.이번 발사는 NASA의 달 탐사 프로젝트 ‘아르테미스’와 연계된 민간 달 탑재체 수송 서비스(CLPS)의 프로젝트로, 공중전화 부스 크기인 오디세우스에 NASA의 관측·탐사 장비 6개를 실어 보냈다. NASA는 수송을 위해 회사 측에 1억 1800만 달러(약 1573억원)를 지불했다. 오디세우스는 민간 최초로 달에 착륙한 탐사선이다. 그동안 미국과 옛소련(러시아), 중국, 인도, 일본이 달 착륙에 성공했지만 모두 국가 주도 프로젝트였다. 앞서 이스라엘(2019년), 일본(2022년) 기업이 각각 민간 탈 탐사선 착륙을 시도했지만 모두 달 표면과 충돌하면서 실패했다. 미국의 다른 민간 기업 아스트로보틱 테크놀로지도 지난달 달 착륙을 시도했지만 연료 누출로 추락하고 말았다.

미국의 민간 기업이 개발한 달 탐사선이 달 착륙에 성공했다고 업체 측이 밝혔다. 미 우주기업 인튜이티브 머신스는 자사의 달 탐사선 ‘오디세우스’(노바-C)가 미 중부시간 기준 22일(현지시간) 오후 5시 24분(한국시간 23일 오전 8시 24분)쯤 달 남극 근처의 분화구 ‘말라퍼트 A’ 지점에 착륙하는 데 성공했다고 발표했다. 이 회사는 착륙 예정 시간 이후 한동안 우주선과 교신에 어려움을 겪다가 10분여 뒤에 “오디세우스 안테나로부터 희미한 신호가 잡혔다”고 밝혔다. 지난 15일 오디세우스가 플로리다주의 미 항공우주국(NASA) 케네디 우주센터에서 우주를 향해 발사된 지 약 일주일만이다. 이로써 1972년 12월 아폴로 17호 이후 약 52년 만에 미국 우주선이 달에 도달하게 됐다. 또 정부 기관이 아닌 민간 업체로는 세계 최초로 달에 연착륙하는 성공 기록을 쓰게 됐다.

코속에서 애벌레 150마리가 발견돼 수술받은 남성의 의료 사례가 미국에서 공개됐다. 21일(현지시간) 뉴욕포스트 등에 따르면, 플로리다주 잭슨빌에 사는 한 남성 환자는 최근 코피가 멈추지 않고 얼굴이 부어올라 플로리다 메모리얼 병원을 찾았다. 환자는 “불과 두 시간 만에 얼굴이 너무 붓고 부은 입술 탓에 말하는 것조차 힘들었다. 얼굴 전체가 불에 타는 느낌이었다”고 말했다. 지난해 10월부터 이물감을 느낀 것 같다고 했지만, 대수롭지 않게 여긴 게 화근이었다. 당시 의료진은 검사를 통해 환자의 코 속에서 수많은 애벌레가 꿈틀거리는 모습을 확인했다. 이비인후과 전문의 데이비드 칼슨 박사는 내시경으로 환자의 코를 검사해보니 코와 부비강 내부에서 많은 유충들이 움직이는 모습을 볼 수 있었다고 말했다. 칼슨 박사는 “유충은 크기 면에서 차이가 있지만 큰 것은 내 새끼 손가락 끝마디 만큼 컸다”고 설명했다. 의료진은 처음에 흡입기로 유충 제거를 시도했지만, 조직에 밖혀 있던 개체들은 핀셋 등 도구로 뽑아냈다. 몇 시간에 걸친 수술로 총 150마리 정도의 애벌레가 제거됐다. 칼슨 박사는 “유충들은 뇌 바로 아래 두개골의 기저부에 맞닿아 있었다. 만일 이를 뚫고 들어갔다면 환자는 죽었을 수도 있다”고 말했다. 의료진은 환자 코 속에서 제거한 유충이 어떤 종인지 확인하기 위해 연구실로 표본을 보냈다. 유충은 파리로 변하는 구더기로 확인됐다. 칼슨 박사는 이 같은 사례를 본 적이 없다고 말했지만, 지난 2021년 54세 여성 농부가 같은 증상을 겪었는 데 이는 비강 구더기증(nasal myiasis)으로 불린다. 파리가 알을 낳은 죽은 생선 등을 손질한 뒤 손을 깨끗이 씻지 않고 얼굴 등 만지면 이 같은 증상에 감염될 수 있다는 얘기다. 실제로 이번 환자 역시 자신이 죽은 생선을 만진 뒤 강물에 대충 손을 씻었다고 인정했다. 그는 앞으로 비누나 세정제를 사용해 손을 꼭 닦고 손으로 얼굴을 만지지 않을 것이라고 말했다.

미 항공우주국(NASA)는 태양계 먼 외곽까지 탐사선을 보내 이제껏 미지의 세계였던 태양계의 주요 행성과 위성, 소행성의 비밀을 밝혀냈습니다. 하지만 이런 과학적 성과를 지구에서 받아보기 위해서는 지구와 우주선 간에 데이터를 주고받을 수 있는 무선 네트워크가 필요합니다. 따라서 NASA는 지구 밖 우주에서 임무를 수행 중인 탐사선과 데이터를 주고받기 위해 1958년부터 심우주 통신망(DSN, Deep Space, Network)을 운영해 왔습니다. 미국 캘리포니아, 스페인 마드리드, 호주 캔버라에 있는 거대한 안테나가 우주 곳곳에 있는 탐사선과 365일 24시간 통신을 주고받는 역할을 담당합니다. NASA의 심우주 통신망은 인류 역사상 최초로 화성과 소행성대를 넘어 목성과 다른 외행성을 탐사한 보이저 1,2호의 데이터를 수신해 행성과 위성의 생생한 모습을 우리에게 전해줬습니다. 몇 년 전 명왕성의 모습을 인류에게 최초로 보여준 뉴허라이즌스호 역시 심우주 통신망으로 데이터를 전송했습니다. 하지만 먼 우주에서 날아오는 신호가 너무나 미약하기 때문에 34m와 70m 지름의 거대한 안테나로도 전송 속도는 느릴 수밖에 없습니다. 최적의 상태에서는 데이터 전송 속도가 10Mbit/s에 달하지만, 명왕성 부근에서 뉴허라이즌스호가 보내는 신호의 데이터 전송 속도는 1Kbit/s 정도에 지나지 않습니다.우주선에 탑재되는 원자력 전지의 출력이 낮기 때문에 우주선이 안테나에 할당할 수 있는 전력은 20W 이내에 불과합니다. 더 큰 문제는 우주선에서 보내는 무선 신호가 지구에 도착할 때쯤 되면 전파 신호의 범위가 지구 지름의 1000배 정도로 커진다는 것입니다. 결국 심우주 통신망의 대형 안테나들은 손목시계 전력의 200억 분의 1에 해당하는 세기를 지닌 전파를 수신해야 합니다. 이렇게 약한 신호로 한 번에 손실 없이 완벽하게 데이터를 전송하기 어렵기 때문에 뉴허라이즌스호 같은 장거리 탐사선은 같은 데이터를 여러 번 반복해서 보냅니다. 따라서 속도는 더 느려집니다. NASA는 이 문제를 극복하기 위해 레이저 기반 우주 통신 시스템을 개발하고 있습니다. 작년 말 성공적으로 테스트를 마친 심우주 광학 통신(Deep Space Optical Communications·DSOC) 시스템이 대표적 사례입니다. 탐사선 프시케에 탑재된 심우주 광학 통신 시스템은 1600만km 거리에서 레이저로 지구에 데이터를 전송했습니다. 사실 레이저는 직진성이 강하기 때문에 장애물을 통과하기 힘들고 심우주 통신에 사용하는 S 밴드 (2.29 - 2.30 GHz), X 밴드 (8.40 - 8.50 GHz), Ku 밴드 (31.8 - 32.3 GHz) 무선 전파보다 통신할 수 있는 거리가 짧습니다. 대신 3개의 무선 주파수를 합친 것보다 더 높은 200Mbit/s의 대역폭을 지니고 있어 고속 통신이 가능한 장점이 있습니다. 그러나 이 장점을 제대로 활용하기 위해서는 현재 심우주 통신망처럼 레이저 신호를 수신할 수 있는 안테나가 필요합니다. 이를 위해 NASA는 심우주 통신 안테나가 설치된 캘리포니아 골드스톤에 전파/레이저 하이브리드 통신 시스템을 설치했습니다. 34m 지름의 안테나로 무선 전파 신호를 받고 7개의 육각형 망원경과 센서로 구성된 1m 지름의 레이저 수신기로 레이저 신호를 수신하는 것입니다. 앞서 이야기한 것처럼 레이저는 무선 전파보다 수신 범위가 짧고 장애물에 취약한 단점이 있어 완전히 무선 전파를 대체하기보다는 상호 보완해 사용할 계획입니다. 하지만 아무리 직진성이 좋은 레이저라도 수천만km 이상의 거리를 날아오면 신호가 퍼지기 마련입니다. 따라서 이 하이브리드 안테나는 광자 하나도 놓치지 않기 위해 초전도 냉각 나노와이어 단광자 검출기(cryogenically-cooled semiconducting nanowire single photon detector)를 사용하고 있습니다.이 전파/레이저 하이브리드 안테나는 기술적 타당성을 검증하기 위한 테스트용 프로토타입입니다. 만족할 만한 성능이 나온다면 궁극적으로 지름 8m의 대형 망원경을 이용한 레이저 수신기를 탑재해 심우주 광통신 시대를 열 계획입니다. 1차 목표는 현재 유인 탐사의 주요 목표인 화성까지 레이저 광통신 범위를 넓히는 것입니다. 화성은 공전 주기에 따라 지구에서 3억 7400만km까지 멀어집니다. 여기까지 레이저 광통신을 연장할 수 있다면 화성 유인 탐사에 큰 보탬이 될 것입니다. 물론 레이저나 전파나 빛의 속도를 넘을 순 없기 때문에 시간은 걸리지만, 한 번에 대용량의 데이터를 보낼 수 있어 화성 우주인의 사진이나 영상을 기다리지 않고 받을 수 있습니다. 만약 이 계획이 성공한다면 인류 최초로 행성간 우주 광통신 시대를 열 수 있습니다. NASA의 도전이 성공할 수 있을지 주목됩니다.

지상에서 원격으로 국제우주정거장(ISS) 내 의료 로봇을 조종해 수술하는 실험이 사상 처음으로 이뤄졌다. AFP통신은 14일(현지시간) 미국의 소형 의료용 로봇 개발업체인 버추얼 인시전(VIC)이 지난 9일 네브래스카대학과 공동 개발한 의료용 로봇 ‘스페이스 미라’를 이용해 국제우주정거장에서 원격 수술 실험을 성공적으로 마무리했다고 보도했다. ‘스페이스 미라’는 1대의 카메라와 2개의 로봇팔을 가지고 있으며 제작 과정에서 미국 항공우주국(NASA)으로부터 일부 재정 지원을 받았다. 이 의료용 로봇은 지난 1월 전자레인지 크기의 상자에 실려 스페이스엑스 팰컨9 로켓을 통해 운반된 뒤 우주정거장에 설치됐다. 로봇을 개발한 업체 측은 약 2시간에 걸쳐 우주정거장에 있는 ‘스페이스 미라’를 이용해 고무로 된 모의 조직을 대상으로 조직 절단 등과 같은 기본적인 수술 기법을 6명의 외과의사가 실험했다고 설명했다. 우주정거장에서 실험한 것은 외과 수술 시 무중력의 영향을 알아보기 위해서였다. 업체는 지상에서도 똑같은 장비로 같은 실험을 진행했는데 가장 어려웠던 것은 지상 통제센터와 402㎞ 떨어진 우주정거장 사이에 존재하는 0.85초의 시차였다고 덧붙였다. 이어 “어떤 문제도 없이 성공적으로 실험이 끝났다. 수술의 미래가 바뀔 것”이라고 강조했다. AFP통신은 화성 탐사와 같은 장기간 우주탐사에 필요한 응급 의료 상황과 고립된 지역에 대한 원격 수술에 이 기술이 사용될 수 있다고 평가했다.

휴스턴에 본사를 둔 항공우주 기업 인튜이티브 머신스가 제작한 달 착륙선이 15일(현지시간) 새벽 미 플로리다주에서 발사되어 반세기 만에 처음 미국 항공우주선의 달 착륙이자 민간 소유 우주선에 의한 최초의 달 착륙 임무를 수행했다. 로이터통신에 따르면 ‘오디세우스’로 불리는 노바 (Nova-C IM-1) 착륙선은 케이프 커내버럴의 미 항공 우주국(NASA) 케네디 우주 센터에서 일론 머스크의 스페이스X(SpaceX)가 발사한 팰컨9 로켓을 타고 동부 표준시(GMT) 오전 1시(한국시간 오전 6시) 이륙했다. NASA와 스페이스X의 생중계 영상에는 2단 25층 로켓이 발사대에서 굉음을 내며 플로리다 대서양 연안의 어두운 하늘로 날아오르면서 뒤따라 노란색 화염을 내뿜는 장면이 포착됐다. 전날 오전 예정됐던 우주선의 발사는 착륙선의 추진 시스템에 사용되는 액체 메탄의 온도 불안정이 감지되어 24시간 동안 연기됐다. 스페이스X는 이 문제가 나중에 해결됐다고 밝혔다. 이번 비행에는 NASA가 올해 말 우주비행사를 달로 귀환시킬 계획에 앞서 달 환경에 대한 정보를 수집하기 위해 제작된 6개의 NASA 탑재물이 실려 있다. 이날 발사는 또 다른 미국 민간 우주탐사 기업인 아스트로보틱 테크놀로지의 달 착륙선이 지난달 8일 달 궤도에 진입한 직후 추진 시스템이 누출되는 사고를 겪은 지 한 달 만에 이뤄진 것으로, 보잉과 록히드마틴의 합작사인 유나이티드 런치 얼라이언스(United Launch Alliance)의 벌컨 로켓이 첫 비행에 나선 것이다. 당시 애스트로보틱의 페레그린 착륙선이 실패한 것은 이스라엘과 일본 기업의 실패에 이어 민간 기업이 달 표면에 ‘연착륙’하는 데 실패한 세 번째 사례였다. 이러한 사고는 NASA가 우주 비행 목표를 실현하기 위해 과거에 비해 상업 부문에 더 많이 의존하는 것에 대한 우려를 불렀다. 6개의 다리가 달린 육각형 원통형인 인튜이티브 머신스의 Nova-C 탐사선은 오는 22일 약 일주일간의 비행 끝에 달 남극 근처의 말라퍼트 A 분화구에 착륙할 계획이다. 만약 Nova-C가 이 비행을 성공적으로 마치면 1972년 아폴로의 마지막 달 탐사 이후 미국 우주선이 달 표면으로 통제된 하강을 한 최초의 사례이자 민간 기업이 달 표면으로 하강한 최초의 사례로 기록될 예정이다. 또 중국이 자체 유인 우주선을 달에 착륙시키기 전 미국이 우주 비행사를 지구의 자연 위성에 귀환시키기 위해 경쟁하고 있는 NASA의 아르테미스 달 프로그램에 따라 달 표면으로의 첫 번째 여정이 된다. 이번 착륙선의 임무 수행은 인간의 화성 탐사의 선구자로 구상된 아르테미스 임무의 비용을 절감하기 위해 민간 기업이 제작하고 소유한 우주선의 사용 비용을 지불하는 NASA의 전략을 시험해보는 것이다. 1960~70년대 초까지의 아폴로 시대에는 NASA가 민간 부문에서 로켓과 기타 기술을 구매했지만 직접 소유하고 운영했다. 지난달 NASA는 최초의 유인 아르테미스 달 착륙 목표 날짜를 2025년에서 2026년 말로 연기한다고 발표한 반면, 중국은 2030년을 목표로 하고 있다고 밝혔다. 달의 지형과 자원, 잠재적 위험을 면밀히 조사할 수 있는 장비를 탑재한 노바-C와 같은 소형 착륙선이 먼저 달에 도착할 것으로 예상된다. 오디세우스는 달 표면과의 우주 기상 상호작용, 전파 천문학, 정밀 착륙 기술 및 내비게이션에 초점을 맞추고 있다. 인튜이티브 머신의 IM-2 미션은 2024년에 달 남극에 착륙할 예정이며, 그해 말에는 여러 소형 로버와 함께 IM-3 미션이 예정되어 있다. 일본은 지난달 우주항공연구개발기구 JAXA가 달에 착륙선을 착륙시킨 다섯 번째 국가가 되었고, 지난달에는 SLIM 탐사선을 이례적으로 정밀하게 ‘정확히’ 착륙시키는 데 성공했다. 지난해 인도는 같은 달 러시아가 달 착륙에 실패한 후 네 번째로 달에 착륙한 국가가 되었다. 달 착륙에 성공한 국가는 미국, 구소련, 중국뿐이다. 중국은 2019년에 세계 최초로 달의 반대편에 착륙하는 데 성공했다.

미국 민간 우주 업체가 개발한 달 착륙선이 15일(현지시간) 발사됐다. 달 착륙에 성공하면 세계 첫 민간 달 착륙선이 된다. 로이터통신에 따르면 우주 기업 인튜이티브 머신스의 달 착륙 프로젝트 ‘IM-1’의 발사 계약사 스페이스X는 이날 오전 1시(미 동부시간) 플로리다주 케이프 커배너럴 발사장에서 달 착륙선 ‘노바-C’를 팰컨 9 로켓에 실어 발사했다. 발사는 애초 14일로 예정돼 있었으나 메탄 연료의 온도에 문제가 생기면서 하루 연기됐다. ‘오디세우스’라는 이름이 붙은 착륙선 노바-C는 미국항공우주국(NASA)의 달 탐사 프로젝트 ‘아르테미스’와 연계된 ‘민간 달 탑재체 수송 서비스’(CLPS) 두 번째 프로젝트다. NASA는 달 착륙선을 직접 개발하기보다 민간 업체가 경쟁하면서 개발하는 방식이 더 빠르게 여러 대의 우주선을 만들어 달 탐사를 진전시킬 수 있다고 보고 있다. NASA와 CLPS 계약을 맺은 또 다른 업체인 애스트로보틱은 지난달 처음으로 달 착륙선 ‘페레그린’을 발사했지만 실패했다. 페레그린은 지난달 8일 발사 후 몇 시간 만에 연료 누출 등 문제가 발생해 달 착륙을 시도하지 못하고 열흘 뒤 대기권으로 추락하면서 연소했다. 계획대로라면 노바-C는 오는 22일 달에 착륙한다. 성공하면 1972년 12월 아폴로 17호 임무 이후 51년여 만에 달에 착륙한 미국 우주선이 된다. 오디세우스에는 관측·탐사 장비 6개가 탑재됐다. 유명 미술가 제프 쿤스가 제작한 달 조형물과 의류업체 컬럼비아가 개발한 우주선 보호용 단열재 등도 실렸다.

만약 달이 태양을 가리는 현상인 일식(日蝕)을 지구가 아닌 화성에서 본다면 어떤 모습으로 보일까? 최근 미 항공우주국(NASA)은 화성탐사로보 퍼서비어런스가 촬영한 흥미로운 화성의 일식 이미지를 공개했다. 지난 8일, 화성도착 1056솔(SOL·화성의 하루 단위. 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)에 퍼서비어런스가 왼쪽 ‘마스트캠-Z’ 카메라로 촬영한 이 이미지는 화성의 달인 포보스가 태양 면을 지나는 모습이 선명하게 잡혀있다. 울퉁불퉁한 모양의 포보스가 태양의 일부를 가리는 신비한 모습이지만 지구의 개기일식처럼 경외감을 자아내지는 않는다.세간에 널리 알려져있지는 않지만 화성은 감자모양을 닮은 포보스(Phobos)와 데이모스(Deimos)를 가지고 있다. 각각의 지름은 22㎞, 12㎞인 초미니 달로, 우리의 밤하늘을 휘영청 밝혀주는 지구의 아름다운 달(지름 3474㎞)과는 비교조차 되지 않는다.다만 포보스가 이렇게 작은 달이지만 태양을 일부나마 가릴 수 있는 것은 화성 표면에서 불과 6000㎞ 떨어진 곳을 돌기 때문으로 이는 태양계의 행성 중 위성과 거리가 가장 가깝다. 이같은 특징 때문에 결국 포보스는 화성의 중력을 견디지 못하고 점점 가까워져 짧으면 수백만 년 내에 갈가리 찢겨 사라질 운명이다. 그리스 신화의 쌍둥이 형제에서 이름을 따온 포보스는 ‘공포’를 뜻하는데 자신의 운명과 가장 어울리는 명칭을 가진 셈이다. 한편 지난 2022년 4월 2일에도 퍼서비어런스는 포보스의 일식 현상을 동영상으로 포착해 전송한 바 있다. 당시 포보스의 일식은 약 40초 동안 이어졌는데, 이 모습이 매우 선명하게 담겨 화제를 모았다.

아름답고 신비로운 형태를 자랑하는 ‘우주의 하트’ 사진이 지난 7일자 미국 항공우주국(NASA)의 ‘오늘의 천체사진’(APOD)에 게시되어 눈길을 사로잡고 있다. 바로 두 개의 은하가 만나면서 만들어낸 놀라운 은하들의 춤이다. 은하들은 왜 만나면 이렇게 춤을 추는가? 정말 반가워서 그러는 걸까? 정답은 360년 전 뉴턴이 알아냈다. 질량을 가진 물체들은 서로를 끌어당기며, 그 힘의 크기는 두 물체의 질량의 곱에 비례하고 거리 제곱에 반비례한다는 만유인력의 법칙이다. 식으로는 이렇게 나타낸다. (F : 두 물체 간의 중력 크기, G : 중력상수, m1-m2 : 두 물체, r : 두 물체의 거리) 우주 삼라만상의 모든 것들이 바로 이 공식에 따라 작동한다. 뉴턴이 천상과 지상의 물리학을 통합한 이 위대한 공식을 알아낸 1666년은 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 발표한 1905년과 같이 ‘기적의 해(miracle year)’로 불린다. 위 사진의 두 은하는 중력의 법칙으로 서로를 끌어당기는 중력의 춤을 추면서 거대한 우주의 심장을 만들어내고 있는 것이다. 두 주인공은 더듬이 은하로 알려진 NGC 4038과 NGC 4039로 분류된 한 쌍의 은하다. 이 은하의 쌍은 은하의 척도로 보면 지척이라 할 수 있는 불과 6000만 광년 지구로부터 떨어져 있기 때문에 밤하늘에서 가장 잘 연구된 상호작용 은하 중 하나다. 약 12억 년 전, 더듬이 은하는 두 개의 독립된 은하였다. NGC 4038은 나선은하였으며, NGC 4039는 막대은하였다. 두 은하가 중력의 춤을 추기 시작한 것은 그들이 서로 유난히 가까운 경로를 지나간 10억 년 전부터다. 이처럼 두 은하가 상호작용하면서 충돌할 때도 별들이 서로 충돌하는 사건은 거의 일어나지 않는다. 별과 별 사이의 공간이 너무나 광대하기 때문이다. 따라서 별들은 서로의 사이를 스쳐 지나갈 뿐이다. 그러나 광대한 성간 가스의 충돌은 피할 수 없다. 그 결과 새로운 별들이 폭발적으로 형성된다. 예를 들어, 춤추는 은하 듀오의 측면에서 뻗어 나온 긴 더듬이에서 일부 새로운 별이 이미 형성되고 있음을 볼 수 있다. 두 은하가 완전한 하나의 은하로 합병이 완료되는 것은 지금으로부터 약 10억 년 후의 일이다. 그때도 지구상에 인류가 살아 있다면 두 은하의 성간 가스가 만들어낸 수십억 개의 새로운 별들을 볼 수 있을 것이다. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

인류는 해와 달, 별이 있는 우주를 오랫동안 동경했다. 과학기술이 발달하면서 우주 선진국을 중심으로 지구를 벗어나 달, 화성, 소행성과 심(深)우주는 동경의 대상이 아닌 도전과 개척의 대상이 됐다. 지구에서 얻을 수 없는 희귀원소나 먼 미래의 사람이 살 수 있는 거주지를 확보하기 위한 것이다. 실용적 이유 이외에 과학자들이 우주 탐구를 멈추지 않는 것은 ‘광활한 우주에 과연 우리밖에 없을까’라는 근본적 질문에 답하기 위한 것이다. 외계에서 물의 흔적을 찾는 이유도 생명체가 존재하기 위한 최소한의 조건이라고 생각하기 때문이다. 프랑스 릴대학, 소르본대, 파리 PSL 연구대, 파리 천문대, 낭트대, UTINAM 연구소, 영국 런던 퀸 메리대, 중국 지난대 공동 연구팀은 태양계의 여섯 번째 행성인 토성의 위성 중 가장 안쪽에 있는 ‘미마스’에 바다가 존재할 수 있다는 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 2월 8일자에 발표했다.이번 연구 결과는 미국 항공우주국(NASA)이 1997년 8월 발사해 2017년 임무를 끝낸 토성 탐사선 카시니호에서 보낸 관측 자료를 분석한 것이다. 태양계 행성들의 위성 표면 아래 바다가 있을 수 있다는 증거는 점점 늘어나고 있지만 실제로 물을 관측하는 것은 어려웠다. 특히 미마스 표면은 수많은 충돌구와 갈라진 틈이 많아 물이 존재하기는 쉽지 않다는 의견이 지배적이었다. 행성이나 위성의 자전운동과 공전 궤도는 내부 물질의 영향을 받는다. 연구팀은 미마스 내부가 암석이 아닌 바다와 같은 물로 차 있을 때 관측자료를 더 잘 설명한다는 결론을 얻었다. 연구팀 계산 결과 바다는 미마스 지하 20~30㎞에 있을 것으로 분석됐다. 시뮬레이션에 따르면 지하 바다는 2500만~200만 년 전에 형성돼 여전히 진화하고 있는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 발레리 레이니 파리 천문대 박사는 “이번 연구 결과는 태양계 전체의 중간 크기 얼음 위성에는 물이 존재할 가능성이 크며 생명의 흔적을 발견할 수도 있음을 암시한다”고 말했다. 이에 앞서 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 코넬대, 애리조나대, 캘리포니아공과대 제트추진연구소(JPL), 퍼듀대, 노르웨이 오슬로대, 독일 드레스덴 공과대, 스웨덴 룬드대 공동 연구팀은 NASA의 화성 탐사 로버 퍼서비어런스가 화성 예제로 분화구 바닥에서 호수 퇴적층을 확인했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 1월 26일자에 실렸다.퍼서비어런스는 예제로 분화구로 주변으로 나 있는 물줄기의 흔적이 남은 삼각주(델타) 지역으로 이동해 관측했다. 이 관측에는 퍼서비어런스에 장착된 ‘림팩스’(RIMFAX)가 쓰였다. 림팩스는 10㎝ 간격으로 레이더파를 발사해 지표면 아래 약 20m 깊이까지 침투해 반사되는 파장을 분석해 물의 존재와 흔적을 탐사할 수 있는 장치다. 이번 발견으로 예제로 분화구가 물로 가득 찬 호수였으며 바닥에 퇴적층이 쌓였다는 사실을 보여주는 것으로 생명체의 흔적을 찾을 가능성을 높였다. 한편 중국과학원(CAS) 연구팀은 중국의 무인 달 탐사선 ‘창어 5호’가 가져온 달 표본을 분석한 결과 달이 기존에 알려진 것보다 더 많이 소행성, 혜성과 충돌했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 물리학 및 재료과학 분야 국제 학술지 ‘극한에서 물질과 방사선’ 2월 7일자에 게재됐다. 연구팀 관계자는 “충돌 분화구 주변 표토에서 스티쇼바이트, 자이페르타이트, 알파 크리스토발라이트같이 초고압, 초고온에서 형성되는 물질들이 다량 발견됐다”며 “이는 우주 물체와 매우 자주 충돌했다는 것을 보여 주는 증거로 달 형성의 비밀을 풀 수 있을 것”이라고 설명했다.

미 항공우주국(NASA)의 화성 탐사로버 퍼서비어런스가 날개가 손상된 채 화성의 모래언덕 위에 내려앉은 인저뉴어티 무인 헬기를 발견하고 사진을 찍었다. 티슈통 크기만한 인저뉴어티가 불완전 착륙을 한 지역은 화성의 드넓은 모래언덕 비탈로, 황량하고 바위가 많은 화성 풍경이 전경을 가득 채우고 있다. 위의 사진은 현지 평균 태양시로 지난 4일 오후 1시 5분에 촬영된 것으로, 인저뉴어티가 날개를 파손당한 지 2주가 조금 넘은 시점이다. 인저뉴어티는 지난 1월 18일 비행 중 운항 정보 신호를 거의 제공하지 못하는 ‘단조로운’ 화성 모래밭에 착륙하면서 회전날개에 손상을 입었다.인저뉴어티는 비스듬히 착지하던 중에 회전익 중 하나 이상이 붉은 흙바닥을 쳤다. 팀은 현재까지 사진에서 손상된 날개 하나만 식별할 수 있었지만, 인저뉴어티가 비행 중 분당 2500회전(RPM) 이상이라는 점을 고려하면 다른 날개도 손상을 입고 파손되었을 가능성이 높다. 제트추진연구소(JPL)는 현재도 인저뉴어티의 회전날개 손상을 분석하고 있지만, JPL의 분석 결과와는 관계없이 헬리콥터가 더 이상 비행할 수 없게 된 만큼 임무는 공식적으로 종료되었다.지난 2021년 2월 18일 로봇 동반자인 퍼서비어런스 탐사선과 함께 화성 표면에 착륙한 인저뉴어티는 2021년 4월 화성 하늘을 최초로 비상함으로써 지구 외 다른 행성에서 최초의 동력 항공 비행을 성공한 역사를 만들었다. 인저뉴어티-퍼서비어런스 화성 탐사 듀오는 예제로 크레이터로 알려진 지역을 탐험해 왔으며, 수십억 년 전에 생명체가 잠시 존재했을지도 모르는 화성의 고대 호수 흔적을 발견했다. 인저뉴어티는 이 탐사 과정에서 퍼서비어런스의 경로를 탐색하고 안내하는 척후병 역할을 수행했다.JPL의 인저뉴어티 프로젝트 관리자 테디 자네토스는 지난달 31일 라이브 스트리밍 추모 행사에서 “우리의 ‘작은 아기’가 이룬 일이 이보다 더 자랑스럽고 행복할 수 없다”면서 “이것은 우리 모두를 위한 일생의 임무였다. 이 항공기 제작에 참여한 모든 엔지니어, 공기역학 과학자, 기술자 모든 분들께 감사의 말씀을 전하고 싶다”고 감회를 밝혔다. NASA의 화성 탐사 프로그램 부국장 티파니 모건도 “인저뉴어티가 미래의 다른 행성 항공 임무를 위한 길을 닦을 수 있는 유산을 남겼다”고 말했다. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

지난달 21일(이하 현지시간) 독일 베를린 외곽에 떨어져 폭발한 소행성이 남긴 운석이 수거됐다. 지난 5일 민간 과학단체인 SETI 연구소(SETI Institute) 측은 베를린 인근에서 수거된 운석을 분석한 결과 희귀 운석인 ‘오브라이트’(Aubrite)로 확인됐다고 밝혔다. 앞서 지난달 21일 새벽 직경 1m 크기의 초소형 소행성이 지구 대기권에 진입해 독일 동부 상공을 통과하면서 유성으로 떨어져 현지의 밤하늘을 환하게 밝혔다. 국제천문연맹(IAU)에 의해 공식적으로 ‘2024 BX 1’으로 명명된 이 소행성은 놀랍게도 지구로 떨어지기 불과 몇 시간 전 헝가리 피스케스테퇴 천문대 천문학자 크리스티안 사르네츠키가 처음 발견했다. 그리고 미 항공우주국(NASA)도 2024 BX 1가 지구에 떨어지기 불과 90분 전 확인하고 이를 소셜미디어에 공지했다.실제로 2024 BX 1은 거의 수직으로 떨어지면서 환하게 불꽃을 발하며 사라졌으며 피해는 발생하지 않았다. 소행성이 지구에 충돌하기 직전 발견된 것은 이번이 8번째다. 이번에 발견된 운석은 2024 BX 1이 지구 대기권을 통과하며 타다 남은 것으로 베를린 북서쪽으로 약 80㎞ 떨어진 리벡 마을 들판에서 여러 개가 발견됐다. 베를린 자유대학 등 학생들과 함께 운석을 발견한 SETI 유성 과학자 피터 제니스켄은 “운석을 찾아 며칠에 걸쳐 수십㎞를 걷고 또 걸었다”면서 “처음 운석을 발견하고는 믿을 수 없을 만큼의 안도감마저 느껴졌다”고 털어놨다. 이어 “운석은 대체로 어둡고 매끄러운 모양을 하고있어 구별하기가 쉽지만 이번 운석은 지구 암석과 비슷해 찾기 힘들었다”고 덧붙였다.SETI 에 따르면 이 운석은 오브라이트로 옅은 색깔에 산소 함량이 낮고 소량의 금속을 함유하고 있는 것이 특징이다. 특히 오브라이트는 알려진 샘플이 87개에 불과할 만큼 매우 희귀한데 이는 지구상에서 발견된 전체 운석 중 단 1%에 해당된다. 한편 높은 가치 때문에 이른바 ’우주의 로또‘라고도 불리는 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대에서 온다. 운석은 보통 1년에 4만 톤씩 지구에 떨어지지만 대부분 바다로 향해 찾기가 어렵다.

칠레 중부 지역을 집어삼킨 화마로 최악의 인명피해를 내고 있는 가운데, 이 모습이 우주에서도 관측됐다. 6일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA) 지구관측소는 지구관측위성 아쿠아 위성에 장착된 중간해상도 영상 분광계(MODIS·Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)로 촬영한 칠레의 모습을 공개했다. 이 사진은 지난 3일 촬영한 것으로 칠레 비냐 델 마르 지역을 중심으로 흰색 연기가 자욱하게 퍼져나가는 것이 위성으로도 확인된다. 또한 미국 상업위성업체 맥사 테크놀로지가 촬영한 위성사진에는 화마가 휩쓸고 간 마을의 모습이 생생하게 잡혔다.지난 5일 위성사진을 보면 이번 산불로 가장 큰 피해를 입은 지역으로 꼽히는 킬푸에는 마치 폭탄을 맞은듯 집과 건물 대부분이 파괴됐다. 특히 이는 산불이 닥치기 전의 위성사진과 비교하면 더욱 확연하게 차이가 난다.앞서 산불은 지난 2일 페뉴엘라 호수 보호구역 인근에서 시작됐으며 최대 풍속 시속 60㎞에 달하는 강풍을 타고 민가 쪽으로 삽시간에 번졌다. 이 과정에서 칠레의 대표적 휴양지인 비냐델마르를 비롯해 킬푸에, 비야알레마나, 리마셰 등이 화마에 휩싸였다.칠레 대통령실 소셜미디어와 국가재난예방대응청(세나프레드·Senafred)에서 제공하는 재난정보에 따르면 6일 기준 이번 산불로 최소 122명이 사망했다. 복수의 현지 언론은 발파라이소 지방을 포함해 10개 지방 165곳에서 여전히 화마가 기승을 부리고 있어 인명피해가 더욱 늘어날 수 있다고 보도했다. 실제로 현재까지 최소 370명의 실종이 보고됐으며 시신도 계속 발견되고 있다. 여기에 시신의 훼손이 심한 경우가 많아 신원 확인에는 상당한 시간이 걸릴 전망이다. 보리치 대통령은 대국민 메시지를 통해 525명의 사망자를 낸 2010년 2월의 규모 8.8 대지진과 쓰나미를 언급하며 “의심할 여지 없이 2010년 참사 이후 가장 큰 비극”이라면서 “가용할 수 있는 소방관과 군 장병을 동원해 진화와 실종자 수색에 안간힘을 쓰고 있다”고 밝혔다.

달이 태양을 가리는 ‘개기일식’이 캐나다 현지 시각으로 오는 4월 8일 오후 2시 4분(한국시간 9일 오전 3시 4분) 시작된다고 캐나다 관광청 한국사무소가 5일 밝혔다. 이번 ‘세기의 우주쇼’는 온타리오 주에서 4월 8일 오후 2시 4분 시작해 4시 31분 마무리된다. 나이아가라 폭포에서 관측할 경우 완전한 개기일식은 3시 18분 즈음부터 4분 31초가량만 지속된다. 이곳에서 개기일식이 관측된 것은 1925년 이후 무려 99년 만이다. 토론토의 개기일식은 3시 19분, 킹스턴의 개기일식은 3시 24분부터이며, 나이아가라 폭포에서 즐기는 다음 개기일식은 2144년에나 볼 수 있다.나이아가라 폭포 공원 일대에선 개기일식 전후로 미국 항공우주국(NASA) 및 캐나다 전문가를 초빙해 개기일식에 대해 알아보는 대화의 장을 운영한다. 모두 무료로 진행되지만, 과학 전문가가 참석하는 프로그램은 나이아가라 공원의 웹사이트를 통해 사전 온라인 등록을 해야 한다. 프로그램에 참석하는 관광객들에게는 눈을 보호할 수 있는 특수 안경과 필터 장비가 재고에 한해 무료로 제공된다. 자세한 정보는 누리집(niagaraparks.com/eclipse) 참조.

미 항공우주국(NASA)와 유럽우주국(ESA)은 인류의 우주 진출을 도울 핵심 기술로 3D 프린터에 주목하고 있습니다. 3D 프린터는 복잡한 내부 구조를 지닌 로켓 엔진 부품을 한 번에 출력할 수 있어 전통적인 주물이나 다른 가공 방식보다 더 빠르고 저렴하게 부품을 생산할 수 있습니다. 과거에는 3D 프린터로 플라스틱 소재만 출력 가능했지만, 최근에는 금속 3D 프린팅 기술이 크게 발전해 로켓이나 우주선 제조 부분에서 활용도가 커지고 있습니다. NASA는 이미 국제우주정거장(이하 ISS)에 3D 프린터를 설치해 필요한 부품을 우주에서 현지 조달할 수 있는지 검증했습니다. 우주 공간에서 필요한 부품 중 상당수는 사실 금속 소재입니다. 하지만 금속 3D 프린터는 폴리머 기반 소재를 출력하는 일반적인 플라스틱 3D 프린터보다 무게와 부피가 크고 에너지를 많이 소모하기 때문에 한정된 공간과 에너지를 지닌 ISS에 설치하기가 어려웠습니다. 일반적인 금속 3D 프린터는 보통 10제곱미터의 설치 공간을 필요로 하는데, 이는 비좁은 ISS 내부에서 감당하기 어려운 크기입니다. ESA는 에어버스와 함께 ISS에 탑재할 수 있는 크기의 미니 금속 3D 프린터를 개발하는 과제에 도전했습니다. 그리고 마침내 그 첫 번째 시제품을 지난 1월 30일 우주 공간으로 발사했습니다. 우주 금속 3D 프린터는 180kg의 무게에 가정용 식기 세척기와 비슷한 80 x 70 x 40 cm의 크기를 지니고 있습니다. 일단 ISS에 도착하면 ESA의 콜럼버스 모듈에 있는 유러피언 드로우랙 마크 II에 설치될 예정입니다. 이 금속 3D 프린터는 크기를 획기적으로 줄이면서도 섭씨 1200도 이상 가열한 금속 소재를 출력할 수 있도록 일반 레이저 포인터보다 100만 배나 강력한 레이저를 사용합니다. 한 번에 최대 4개의 부품을 출력할 수 있으며 각 출력 부품의 크기는 4x9cm 정도입니다. 출력 소재는 내부식성이 강한 스테인리스 스틸입니다.우주 금속 3D 프린터가 지상에 있는 일반 3D 프린터보다 만들기 까다로운 이유 중 하나는 뜨거운 연기와 입자에 의한 대기 오염입니다. 섭씨 200도 이상 가열하는 폴리머 소재도 인체에 유해한 연기와 휘발성 물질을 내뿜을 수 있지만, 금속 3D 프린터는 더 고온의 금속 연기와 입자를 배출할 수 있어 ISS에 체류하는 우주 비행사의 건강에 심각한 문제를 만들 수 있습니다. 따라서 우주 금속 3D 프린터는 출력 도중 외부로 물질이 빠져나가는 것을 막고 최종 출력물을 꺼내기 전 공기 필터와 정화기를 이용해 유해한 물질을 모두 흡수해야만 합니다. 지상 테스트에서 우주 금속 3D 프린터는 이 과정을 모두 통과했지만, 무중력에 가까운 ISS에서 안전하게 금속 부품을 출력할 수 있는지를 검증하는 마지막 과정도 통과해야 합니다. ISS 검증 과정을 통과하면 앞으로 지구 중력의 1/6에 불과한 달 기지와 1/3 수준인 화성 기지에서도 금속 3D 프린터가 활약할 가능성이 높아질 것입니다. NASA와 ESA 과학자들은 금속 3D 프린터가 우주 기지에서 매우 유용한 도구가 될 것으로 기대하고 있습니다. 달과 화성 기지에서 필요한 금속 부품을 마음대로 출력할 수 있고 반대로 수명을 다한 소재를 다시 녹여 금속 3D 프린터의 재료로 사용할 수도 있습니다. 그리고 궁극적으로는 복잡한 금속 제련소와 부품 공장을 만드는 대신 3D 프린터를 이용해서 기본적인 원료에서 한 번에 우주 기지 건설에 필요한 물품을 출력하는 날이 올지도 모릅니다. 물론 그렇게 되기까지 앞으로 많은 과정이 남아 있습니다. ISS에 설치된 작은 금속 3D 프린터가 21세기 우주 제조업의 시작을 알리는 작지만, 큰 발걸음이 되기를 기대합니다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미 항공우주국(NASA)이 운영하는 화성 탐사 무인 헬리콥터 ‘인저뉴어티’가 지난 18일 비행 중 회전익 날개에 손상을 입어 화성 비행을 멈추고 영원히 착지했다. 빌 넬슨 NASA 국장은 지난 25일(현지시간) “인류 사상 처음으로 지구가 아닌 다른 행성에서 비행한 헬리콥터 인저뉴어티가 임무를 종료한다”고 발표했다. 이어 “우리 상상보다 더 멀리, 더 높이 날았다. 불가능을 가능하게 했다”며 작별인사를 고했다. 운영팀은 당시 비행에서 무슨일이 있었는지 분석하는 동안 가능한 시나리오를 취합·분석했다. 인저뉴이티의 마지막 임무가 된 72차 비행은 모래가 많고 바위가 거의 없는 화성 지표의 광활한 지역을 중심으로 이뤄졌다.인저뉴어티는 지금까지 비행에서 방위를 파악하기 위해 큰 암석 등 주변 지형 특징을 사용했다. 그러나 최근 4번의 출격 동안 운항 신호를 거의 제공하지 못하는 모래밭을 비행하게 됐다고 운영팀은 이날 언론 브리핑에서 밝혔다. NASA 제트추진연구소(JPL)의 인저뉴어티 프로젝트 관리자 테디 자네토스는 “이곳은 우리가 탐색해야 했던 가장 어려운 지형 중 하나로, 지형적인 특징이 거의 없는 곳”이라고 설명했다. 이번 72번째 비행에서 인저뉴어티는 비스듬히 착지하다가 4개의 회전익 중 하나 이상이 붉은 흙바닥을 쳤다. 운영팀은 현재까지 사진에서 손상된 날개 하나만 식별할 수 있었지만, 인저뉴어티가 비행 중 분당 2500회전(RPM) 이상이라는 점을 고려하면 다른 날개도 손상을 입고 파손됐을 가능성이 높다.인저뉴어티 운영팀에 따르면, 지난 18일 팀은 인저뉴어티의 착륙 위치를 정하기 위해 짧은 수직 비행을 하도록 했다. 고도 12m에 도달한 인저뉴어티는 초당 1m 속도로 하강을 시작하기 전 공중에서 4.5초 정도 맴돌았다. 이후 지표면 약 1m 위에 이르렀을 때 해당 기체와 연락이 두절됐다. 다음날인 19일 다시 지상 관제사와 연결됐지만 전날 촬영된 사진에서 회전 날개 손상이 확인됐다. 통신이 두절된 원인은 조사중이다. 인저뉴어티 명예 조종사인 하버드 그립은 “비행 방향을 잡기 위한 지형적 특징이 아무것도 없는 단조로운 지역으로 날아가기 전까지 인저뉴어티는 아무런 이상이 없었다”고 말했다. 인저뉴어티는 착륙 당시 통신이 중단돼 운영팀이 모든 관련 데이터에 접속할 수 없었기에 정확히 무슨 일이 일어났는지 파악하기는 어렵다. 그러나 위의 시나리오는 그들이 갖고 있는 정보에서 추출한 가장 가능성 높은 줄거리다. 이번 회전익 손상으로 인저뉴어티는 화성 상공을 다시는 비상할 수 없게 됐다. 헬리콥터는 예전과 같은 추진력을 갖지 못하고 한때 완벽했던 균형도 이제 사라졌다. 인저뉴어티는 화성 표면을 단 5번만 비행하도록 설계된 시연기인 만큼 과학장비를 탑재하지는 않았다. 그러나 운영팀은 인저뉴어티와의 통신을 중계하는 퍼서비어런스 탐사 로버에서 엔지니어링 데이터를 계속 수집할 것이라고 자네토스는 말했다. 소형 무인 헬리콥터 인저뉴이티는 2021년 2월 화성 탐사 로버 퍼서비어런스에 탑재돼 화성 예제로 크레이터에 착륙했다. 높이 0.5m, 중량 1.8㎏으로 탄소섬유 날개 4개를 갖고 있다. 지구의 1% 수준으로 공기가 희박한 화성 환경에서도 비행할 수 있도록 인저뉴어티의 회전 날개는 기존 헬리콥터 날개보다 8배 빠르게 회전한다. 지구 밖 행성에서 날아다닌 첫 비행 물체라는 점에서 라이트형제의 첫 동력 비행에 비견되기도 했다. 인저뉴어티는 2021년 4월 첫 비행을 시작했다. 총 4회 비행을 성공적으로 마친 뒤 퍼서비어런스를 따라 다니면서 임무를 시연하는 역할을 추가로 수행했다. 5회 비행이 최선일 거라던 예상과 달리 3년간 예상치의 14배인 72회 비행에 성공했다. 총 비행 시간은 2시간 가량이다. 넬슨 국장은 “인저뉴어티의 역사적인 여행이 막을 내렸다”며 “NASA는 인저뉴어티와 같은 임무를 통해 화성 그 너머의 길을 똑똑하고 안전하게 탐험할 것”이라고 전했다. 설계 보증보다 훨씬 오래 지속된 엔지니어링의 경이로움을 보여준 인저뉴어티는 머지않아 퍼서비어런스와 멀어지면 다른 세계에서 온 길 잃은 사절처럼 홀로 침묵하게 될 것이다. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com