[과학을 읽다]"나는 어디에 서 있는가?"

행성 스토커 우주탐사전…지구와 교신중

▲소행성의 궤도를 수정하는 ARM 계획이 추진되고 있다.[사진제공=NASA]

토성 10년 촬영 카시니호, 달 7개 발견
오는 11월 혜성에 첫 착륙선 도착 예정
NASA, 소행성·명왕성까지 임무 확대

[아시아경제 정종오 기자]"나는 누구인가?(Who am I?)"

철학 질문의 시작이다.

"나는 어디에 서 있는가?(Where am I?)"

천문학 물음은 여기서 비롯된다. 우리가 지금 어디에 서 있는지를 끊임없이 연구하고 되묻는 학문이다. '별이 빛나는 밤, 아빠와 함께 천문학 여행'의 저자 울리히 뵐크는 철학과 천문학의 차이를 이렇게 설명한다. 우리는 하늘을 올려다보며 늘 생각한다. '저 멀리 저곳에는 무엇이 있을까'. 무한한 우주 공간에서 '지구는 어디에 위치하고 있으며 나는 또 어디에 서 있는 것일까'를 마음속에 새겨본다.

태양을 중심으로 지구를 비롯한 행성들이 자리 잡고 있다. 태양에서 가까운 곳부터 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등이 있다. 이 중 유일하게 지구에만 생명체가 존재한다. 아직까지는. 인간은 지구에 오랫동안 살면서 먼 우주를 그리워했다. 마침내 과학기술의 발전은 인간을 우주 바깥으로 내보는 것을 가능케 했다.

우리 태양계의 행성을 탐험하는 우주탐사선이 각 행성마다 하나 이상씩 존재한다. 태양에서부터 가장 가까운 곳부터 '메신저(수성)→비너스(금성)→큐리오시티와 오퍼튜니티(화성)→갈릴레오(목성)→카시니(토성)→보이저2(천왕성과 해왕성)→뉴호라이즌스(명왕성)'호 등이다. 탐사선들은 각각의 행성 궤도를 돌거나 직접 착륙해 탐사를 벌이고 있다. 수성의 메신저호를 시작으로 명왕성의 뉴호라이즌스까지 이들 탐사선들은 지구로부터 임무를 부여받고 여러 가지 데이터를 모으고 있는 중이다. 화성의 큐리오시티와 오퍼튜니티는 직접 화성 지표면에 착륙해 지상에서 탐험을 펼치고 있다.

오는 11월에는 최초로 혜성에 탐사선이 안착할 예정이어서 눈길을 끈다. 유럽우주기구(ESA)가 개발한 로제타 우주선이 혜성 '67P/추류모프-게라시멘코'에 조금씩 다가서고 있다. 로제타는 최근 직접 자신이 착륙해 연구할 이 혜성의 모습을 촬영해 지구로 보내왔다.

▲토성 탐사선 카시니호.[사진제공=NASA]

◆토성과 10년 우정, 카시니호=오는 30일 토성 우주탐사선인 카시니호가 탐험활동 10주년을 맞는다. 10년 동안 카시니호는 토성의 다양한 모습은 물론 여러 가지 임무를 수행했다. 그동안 200만개의 명령을 수행했고 토성을 돌고 있는 7개의 달을 발견했다. 또 33만2000개의 이미지를 지구로 보내왔고 그동안 전송해 온 데이터는 무료 514기가바이트에 이른다.

얼음 고리로 뒤덮여 있는 토성의 현재는 물론 그 속에 어떤 성분이 있는지, 주변의 달과는 어떤 관계에 있는 지 등 아주 중요한 기초 자료가 되고 있다. 카시니호는 미항공우주국(NASA)과 ESA가 공동 개발해 토성에 보냈다. 2004년 6월30일 토성에 도착했다.

NASA의 제트추진연구소 린다 스필커 박사는 "카시니호는 아직까지 고장 나지 않고 오랫동안 토성을 관찰하고 있어 우리에게 너무나 소중한 탐사선"이라며 "10년 동안 카시니호는 토성이 어떻게 구성됐으며 어떤 환경 변화가 있었는지를 자세히 보여주면서 인간이 거주할 수 있는 행성의 조건에 대한 여러 가지 데이터를 모을 수 있었다"고 말했다.

◆혜성과 소행성으로 확대=현재 태양계 행성을 탐험하고 있는 탐사선은 임무를 맡은 행성 궤도를 돌면서 다양한 자료를 모으고 있다. NASA와 ESA 등 전 세계 우주기구들은 최근 태양계 행성뿐만 아니라 혜성과 소행성에 탐사선을 착륙시킬 계획을 서두르고 있다. 그 첫 시작은 로제타가 맡을 것으로 보인다. 로제타는 현재 혜성 '67P/추류모프-게라시멘코'에 다가서고 있다. 오는 11월쯤에 도착할 것으로 예상된다.

로제타 우주선은 이 혜성의 궤도에 진입한 뒤 혜성의 핵에 착륙선을 내려 보낼 계획이다. 혜성에 착륙선이 무사히 도착하면 이 혜성과 관련된 각종 자료를 지구로 전송하게 된다. 4월 말에 로제타우주선은 혜성의 모습을 촬영하는 데 성공했다. 포착된 사진의 혜성은 핵의 움직임이 활발했고 거대한 가스와 먼지를 뿜어내는 모습이었다.

독일의 카르스텐 귀틀러 박사는 "로제타가 보내온 사진을 상세히 분석하면 혜성 핵의 밝기는 물론 이 혜성이 간직하고 있는 비밀을 풀 수 있을 것"이라고 말했다. 로제타는 2004년 3월 발사됐는데 2년 반 넘게 수면상태에 빠져있다 재가동에 들어간 우주선이다.

이와 함께 NASA는 그동안 진행돼 왔던 소행성궤도수정미션(ARM·Asteroid Redirect Mission)에 속도를 내고 있다. 2019년에 소행성 수색을 위해 로봇우주선을 발사한다는 것이다. 작은 소행성을 우주 공간에서 붙잡는 임무를 수행한다. 10m 이하의 소행성 궤도를 수정하는 것에 초점이 맞춰져 있다. 나사는 올 연말에 이 같은 계획을 확정하고 ARM에 대해 추가 예산을 투입하기로 했다.

▲화성 착륙 탐사선 '큐리오시티'.[사진제공=NASA]

◆우주도전은 계속된다=소행성 임무와 함께 NASA는 해왕성을 지나 명왕성에 대한 탐험도 계속하고 있다. 허블우주망원경이 최근 명왕성 근처의 카이퍼대 천체(KBO·Kuiper Belt Objects) 탐사에 나서고 있다. 태양계의 가장자리에 위치한 카이퍼대는 작은 얼음으로 구성돼 있는 소행성들이 많은 곳이다. 이곳은 태양으로부터 무려 67억㎞ 떨어져 있다.

아직 카이퍼대에 대한 자료는 많지 않다. 그만큼 미지의 세계이고 태양계로부터 너무 멀어 탐색하는 데 어려움이 많다. 허블우주망원경뿐만 아니라 명왕성 탐사선인 뉴호라이즌스호를 통해 앞으로 많은 데이터를 받아볼 수 있을 것으로 기대된다. 우주망원경과학연구소(Space Telescope Science Institute)의 매트 마운틴 박사는 "새로운 과학적 미션을 수행하기 위해 최선을 다할 것"이라고 말했다.

인류의 우주에 대한 도전은 계속되고 있다. 궁극적 목적은 지구 외의 생명체를 찾는 것은 물론 '거주 가능한 공간'을 찾는데 있다. '나는 어디에 서 있는가?'라는 질문에 해답을 찾기 위한 인류의 끈질긴 노력은 현재진행형이다.