+ 인류, 400년 세월 ‘큰형님’ 목성을 보다 / 로제타호…발사에서 임무 종료까지

 

 

 

[우주를 보다]

인류, 400년 세월 동안 ‘큰형님’ 목성을 보다

 

입력: 2016.07.04 18:29

▲ 파이오니어 10호가 1973년 촬영한 첫 목성 고위도 지역사진

 

지난 2011년 발사돼 5년을 쉼없이 날아간 미 항공우주국(NASA)의 탐사선 주노(Juno)가 7월 4일(한국시간 5일 오후 12시 16분) 미국 독립기념일에 맞춰 목성궤도에 진입한다. 지난 1월 13일 태양으로부터 약 7억 9300만㎞ 떨어진 지점을 통과, 태양에너지 탐사선으로는 가장 멀리 비행한 기록을 세운 주노는 목성궤도에 성공적으로 진입하면 1년 8개월 간의 탐사활동에 들어간다.

 

이 기간 중 주노는 목성 대기 약 5000km 상공에서 대기와 자기장, 중력장 등을 관측해 태양계에서 가장 큰 거인의 내부 구조를 상세히 들여다 볼 예정이다.

 

- 태양계 '큰형님' 목성

 

태양계의 5번째 궤도를 돌고 있는 목성은 지름이 14만 3000km로 지구의 약 11배에 이른다. 질량은 지구의 약 318배, 부피는 지구의 약 1400배나 되지만, 밀도는 지구의 약 4분의 1 정도에 불과하다. 그 이유는 목성은 지구와 같은 암석형 행성이 아닌 수소와 헬륨으로 구성된 가스 행성이기 때문이다. 흥미로운 점은 이 거대한 덩치를 가진 목성의 자전속도가 태양계에서 가장 빠르다는 사실이다. 목성은 초당 12.6㎞의 속도로 자전해 한바퀴 도는데 채 10시간이 걸리지 않는다.

 

- 인류, 목성을 탐사하다

 

인류와 목성의 첫 만남은 1610년 갈릴레오 갈릴레이의 관측이 시작이다. 당시 갈릴레이는 자체 제작한 망원경으로 목성을 비롯 태양계에서 가장 큰 활화산이 있는 이오(Io)와 생명체가 존재할 가능성이 가장 높은 유로파(Europa), 바다가 있을 가능성이 높은 칼리스토(Callisto) 그리고 태양계에서 가장 큰 위성이자 ‘건방지게’ 행성인 수성보다 큰 가니메데(5262km)를 발견했다.

 

이후 망원경에 만족 못한 인류의 목성탐사는 1973년으로 거슬러 올라간다. 당시 NASA의 파이오니어 10호는 처음으로 소행성대를 탐사하고 목성을 관찰한 우주선이라는 기록을 남겼으며 컬러 사진을 지구로 보내왔다. 이후 계속 여정을 떠난 파이오니어 10호는 해왕성을 건너 지금은 연락이 두절된 상태다. 외계인에 전하는 메시지를 담고...

 

지난 1979년에는 보이저 1호와 2호가 각각 목성을 지나치며 두 개의 고리와 몇 개의 달 그리고 이오에 활화산이 있다는 사실을 밝혀냈다. 1995년~2003년은 목성 탐사선의 결정판 갈릴레오호의 시대다. 발사 6년 만인 1995년 12월 목성에 도착한 갈릴레오호는 목성과 대기, 주위 위성들에 대한 보다 생생한 사진을 지구로 전송했으며 구름에 가린 대기 속으로 탑재한 탐사선을 낙하시켜 관련 데이터를 얻었다. 이어 2007년에는 명왕성을 향해 가던 뉴호라이즌스호가 목성의 대기 폭풍과 링, 유로파, 이오의 새 사진을 촬영했다. 　

 

그간 탐사선이 촬영한 사진을 순서대로 정리해봤다.

▲ 보이저 2호가 1979년 6월 25일 촬영한 목성과 이오. 당시 목성과 탐사선 과의 거리는 약 1200만 km다. 

▲ 1994년 7월 갈릴레오호가 목성으로 가던 도중 촬영한 슈메이커-레비9 혜성이 목성에 충돌하는 모습.

목성과 약 2억 3800만 km 떨어진 곳에서 촬영된 것으로 당시 혜성은 목성의 조석력으로 일부가 산산조각

 나면서 22일 간 충돌했다.　

 

▲ 뉴 호라이즌스호가 2007년 2월 28일 촬영한 목성과 이오의 이미지

 

나우뉴스 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160704601018§ion=&type=daily&page= 

[아하! 우주]

굿바이! 로제타호…발사에서 임무 종료까지

 

입력: 2016.07.04 14:50

"오는 9월 30일 로제타호는 그간 탐사해 온 혜성과 충돌하며 임무를 끝마칠 예정이다."

 

지난 30일(현지시간) 유럽우주국(ESA)이 12년 간 이어져 온 로제타(Rosetta) 프로젝트의 임무 종료를 알려 관심을 끌고있다. 장엄한 피날레로 묘사된 인류 최초의 혜성탐사선 로제타호는 목적지이자 탐사지였던 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코’(이하 67P)와 충돌하며 영면에 들게된다.

 

- 로제타 프로젝트의 시작　

 

역사이래 인류에게 혜성만큼이나 두려움과 경이의 대상이 된 천체는 없었다. 그중 세간에 가장 널리 알려진 혜성은 바로 핼리혜성이다. 로제타 프로젝트의 뿌리는 지난 1986년 76년 만에 찾아온 핼리 혜성에 두고있는데 이후 전문가들은 혜성을 망원경으로 관측하는 것을 넘어 직접 '뚜껑'을 열어볼 마음을 품기 시작했다.

 

특히나 혜성은 태양계 생성당시의 물질로 만들어진 일종의 '타임캡슐'로 연구가치가 그만큼 높다. 이에 ESA 측은 미 항공우주국(NASA)과 손잡고 혜성 탐사 프로젝트를 시작했으나 NASA의 예산 삭감으로 위기에 빠졌다. 이후 단독으로 프로젝트를 추진한 ESA는 일부 계획을 수정해 론칭한 것이 바로 현재의 로제타 프로젝트다.

 

나폴레옹이 이집트 원정에서 발견한 로제타석의 이름에서 따온 로제타호는 지난 2004년 3월 인류 최초로 혜성에 우주선을 착륙시킨다는 목표로 발사됐다.

 

- 로제타호, 10년 만에 67P에 도착하다

    

 

 

2004년 3월 발사된 로제타호는 무려 65억 ㎞의 대장정 끝에 10년 만인 2014년 8월 시속 6만 6000㎞로 움직이는 혜성 67P 궤도에 무사히 도착했다. 그리고 3달 후인 11월 로제타호에 이은 탐사로봇이 무한도전에 나섰다. 로제타호에 실려 발사된 세탁기만한 탐사로봇 필레는 모선에서 분리돼 사상 처음으로 혜성 표면에 내려 앉았다. 로제타호가 혜성과 같은 속도로 이동하면서 무게 100kg의 필레를 23km 상공에서 혜성 표면에 착륙시킨 것.

 

그러나 지구 중력의 10만 분의 1 수준인 혜성 표면에 필레가 착륙하는 것은 결코 쉬운 문제가 아니었다. 이에 필레는 작살을 발사해 혜성 표면에 들러 붙는데에는 성공했으나 햇볕이 잘드는 목표지가 아닌 그늘에 불시착했다.

 

문제는 필레에 탑재된 자체 배터리 지속시간이 64시간에 불과하다는 점이었다. 이에 필레는 태양빛을 조금이라도 더 받기위해 몸체를 35도 회전시키며 기를 썼지만 결국 배터리 방전으로 휴면상태에 들어갔으며 결국 지난 2월 ESA 측은 사실상 작별을 고했다.

 

- 로제타호와 필레의 업적

    

 

혜성 궤도에 진입한 일 자체가 2014년 과학계의 가장 획기적인 성과로 꼽힐 만큼 로제타호와 필레는 혜성에 관한 인류의 궁금증을 많이 풀어냈다. 혜성의 고해상도 표면 사진을 전송해 지리적 특성을 연구하는데 큰 도움을 준 것은 물론 대기에서 탄소 성분이 함유된 유기 분자와 코마(핵을 둘러싼 먼지와 가스)에서 산소분자가 다량으로 포함돼 있다는 사실을 밝혀냈다.

 

또 필레의 드릴 작업을 통해 혜성 표면 아래는 딱딱한 얼음으로 덮여있다는 것도 알아냈다. 이후에도 과학자들은 로제타호와 필레가 보내온 데이터를 연구해 추가적인 논문을 발표할 예정이다.

 

- 굿바이 로제타호

 

오는 9월 30일 로제타호가 연락이 끊긴 필레 옆에 묻히는 이유는 혜성 67P가 태양에서 먼 목성 궤도로 이동하기 때문이다. 이 위치로 가게되면 로제타호의 태양전지 패널이 충분히 에너지를 받지 못해 어차피 임무가 종료된다. 이 때문에 ESA는 로제타호를 혜성 표면에 하강시켜서 죽을 때(충돌)까지 최대한 근접 데이터를 뽑아낼 요량인 것이다.

 

ESA 로제타 프로젝트 매트 테일러 박사는 "하강동안 로제타는 고해상도 표면 사진 등 최대한의 관측 데이터를 지구로 전송할 것"이라면서 "이미 로제타는 임무를 초과 달성했으며 보내온 데이터는 놀랄만한 수준으로 학계에 큰 업적을 남겼다"고 밝혔다. 　　　

 

나우뉴스 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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