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1977년 지구 떠난 보이저 1·2호,태양계 끝자락 헬리오시스 도달

중앙선데이 2011.03.06 01:07 208호 20면 지면보기
우주를 향한 인류의 과학적 호기심은 끝이 없다. 태양계는 어떻게 생성됐는가, 행성과 위성의 환경은 어떤가. 혹시 생명체가 있는 곳이 있지 않을까.인류는 이미 보이저(Voyager)호를 통해 외계로 손길을 뻗고 있다. 미국 항공우주국(NASA)이 1977년 발사한 쌍둥이 우주선 보이저 1·2호는 지구 바깥쪽 행성의 탐사를 모두 마치고 태양계의 끝자락을 향해 항해 중이다. 목성은 이미 79년 넘었고 이제 인간의 상상력이 잘 미치는 않는 거리까지 가 있다. 2005년 5월 헬리오시스에 진입한 1호는 2015년께 태양권계면을 통과할 예정이다. NASA 제트추진연구소(JPL) 전인수 박사에 따르면 이 두 우주선은 현재 헬리오시스(태양계와 외부 우주 공간의 경계 영역)에 있다. 지구로부터 174억㎞, 지구∼태양 간 거리의 116배 떨어진 곳이다. 빛이 편도로 16시간, 왕복하려면 32시간을 달려야 하는 거리다.

태양계 너머로 뻗는 인류의 우주 호기심

거기서 태양계 내에서 태양풍(태양에서 쏟아져 나오는 고에너지 입자의 흐름)이 미치는 한계인 헬리오스피어(heliospere), 헬리오시스(Heliosheath), 그 경계면인 헬리오포즈(Heliopause:태양권계면) 공간을 탐사하고 있다. 1호는 지름길을 택해 목성(1979), 토성(1980)에 접근했고 90년 2월 14일 태양에서 60억㎞ 떨어진 우주에서 태양계를 촬영한 사진을 지구로 전송했다. 34년 우주 항해에서 탐사선들은 목성에서 3개, 천왕성에서 5개, 해왕성에서 6개 위성을 새로 발견했다.
1호는 원자력 전지의 출력이 고갈되는 2020년까지 자료를 계속 보낸다. 2호는 목성(1979), 토성(1981), 천왕성(1986), 해왕성(1989) 탐사를 마쳤으며 2017년 헬리오포즈에 이를 것으로 예상된다.

‘목성 너머’는 현재 토성(타이탄)에 집중돼 있다. 첫 우주선은 카시니-하위헌스(Cassini Huygens)호다. NASA와 유럽우주국(ESA)이 33억 달러를 들여 공동 개발한 토성 탐사선으로 97년 발사돼 2004년 토성 궤도에 진입했다. NASA의 JPL에서 설계, 제작한 카시니호와 ESA가 개발한 타이탄 착륙 탐사선 하위헌스호로 이뤄져 있다. 카시니호는 토성을 둘러싼 고리 주변에서 새로운 방사선대를 발견하고 자전 주기가 10시간45분45초라는 사실도 새롭게 밝혀냈다. 또 위성 엔켈라두스에 근접 비행하면서 물로 구성된 얼음을 분출하는 간헐천을 발견했다.

2005년 타이탄에 착륙한 하위헌스호는 타이탄 상공 18~20㎞에 두꺼운 메탄 구름층이 존재한다는 증거를 포착했다. 과거 과학자들은 액체 메탄의 바다가 타이탄의 표면을 뒤덮고 있을 것으로 생각해 왔으나 하위헌스가 촬영한 적도 부근은 사막 지형이었다. 2006년과 2007년 카시니호의 전송 자료를 분석한 나사의 제트추진연구소는 “타이탄의 북반구에 메탄과 에탄으로 이뤄진 호수와 바다가 있다는 강력한 증거를 발견했다”고 발표했다. 카시니호는 2008년께 임무를 종료할 예정이었으나 나사가 두 차례 운영 기간을 연장한 덕분에 2017년까지 탐사를 계속하게 됐다.

나사와 유럽우주국은 공동으로 토성과 그 위성인 타이탄 및 엔켈라두스 등 토성계 탐사를 계속할 계획이다. 당초 2020년 탐사선을 발사한다는 계획이었으나 ‘유로파 목성계 탐사 계획’에 우선순위가 밀렸다. 이에 따르면 NASA가 발사한 우주선은 토성 궤도를 선회하고 ESA는 우주선에 풍선형 관측기구와 착륙선을 실어 타이탄에 내려보낸다.

착륙선은 타이탄 북반구의 메탄 바다를 탐사할 예정이다. 타이탄은 메탄가스로 덮여 있고 탄소를 기반으로 하는 유기분자가 풍부해 40억 년 전 원시지구와 비슷한 환경이다. 또 다시 착륙선을 보낼 계획을 세우는 이유다. 또 명왕성으론 지금 ‘뉴허라이즌스’호가 시속 5만8000㎞ 속도로 돌진 중이다. 2006년 1월 20일 발사돼 태양계를 10년 동안 48억㎞ 가로지른 뒤 2015년 7월 명왕성에 도착할 예정이다.

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