[과학을 읽다]인간의 기계, 혜성을 밟다

태양계 역사 미스테리 풀릴 것

▲로제타탐사선이 혜성궤도에 진입했다. 11월에 착륙선을 보낼 계획이다.[사진제공=NASA]

[아시아경제 정종오 기자]인류 최초의 도전, 혜성 착륙이 시도된다. 오는 11월12일 혜성에 착륙선이 처음으로 내려앉는다. 우주를 향한 인류의 도전은 끝없이 진행되고 있다. 유럽우주기구(ESA)의 로제타(Rosetta) 탐사선이 10년의 긴 여행 끝에 마침내 목적지에 도착한다. 그곳은 그동안 눈으로만, 멀리서만 지켜봤던 혜성이다. '67P/추류모프-게라시멘코(67P/Churyumov-Gerasimenko)'라 이름 붙여진 이 혜성은 마치 머리와 몸으로 나눠져 있고 그 부분을 좁은 목이 결합시키고 있는 기묘한 모습을 보여준다.

인류의 우주 도전은 지구에서 달로 이어졌다. 이어 태양계 행성으로까지 나아갔고 이젠 혜성에까지 나아가고 있다. 혜성에 대한 탐구 작업이 끝나면 소행성으로까지 확대될 것으로 보인다. 현재 지구를 비롯해 8개의 태양계 행성에는 모두 우주탐사선이 있다.

우리 태양계의 행성을 탐험하는 우주탐사선이 각 행성마다 하나 이상씩 존재한다. 태양에서부터 가장 가까운 곳부터 '메신저(수성)→비너스(금성)→오디세이와 메이븐(화성)→갈릴레오(목성)→카시니(토성)→보이저2(천왕성과 해왕성)' 등이다.

내년 7월에는 태양계 행성에서 제외됐는데 명왕성에 대한 탐험도 이뤄진다. 2015년 7월 뉴호라이즌스(New Horizons)호가 명왕성에 도착한다. 이렇게 되면 수성에서 명왕성까지 9개 행성에 대한 탐사선이 모두 존재하게 된다.

궤도 탐사선 이외에 화성에는 표면에 착륙해 직접 탐사하는 로봇도 있다. 바로 큐리오시티(Curiosity)와 오퍼튜니티(Opportunity)가 그 주인공들이다. 큐리오시티는 최근 화성의 표면을 드릴로 뚫어 구성 물질에 대한 데이터를 지구로 전송해 오기도 했다.

로제타 탐사선은 현재 모선과 착륙선이 결합돼 움직이고 있다. 11월12일 로제타 모선은 혜성 착륙선인 '필레(Philae)'를 혜성에 착륙시킨다. 유럽우주기구는 현재 극도의 긴장감에 휩싸여 있다. 처음으로 시도되는, 최초의 혜성 착륙이기 때문이다. 유럽우주기구는 관련 동영상은 물론 여러 가지 데이터를 실시간으로 공개하고 있다. 물론 이번 임무에는 미항공우주국(NASA)등 세계 우주관련 연구기관이 모두 참여하고 있다.

▲로제타가 혜성으로 다가서고 있다.[사진제공=NASA/ESA]

▲필레가 착륙할 67P 혜성이 보인다.

▲로제타가 혜성에 접근하고 있다.

◆혜성에 착륙선은 인류 최초=행성이나 혜성에 착륙선을 내려 보내는 것은 상당히 어려운 작업이다. 지구와 다른 대기권, 그리고 표면에서 어떤 일이 벌어질 지 누구도 장담할 수 없기 때문이다. 그럼에도 착륙선을 보내는 것은 무엇보다 중요하다. 궤도 탐사선에서 모으는 데이터와 직접 착륙해 파악되는 데이터에는 엄청난 차이가 있다. 착륙선인 필레가 혜성 표면에 도착하면 필레는 드릴을 이용해 혜성의 구성 물질을 분석한다. 분석된 데이터를 필레가 모선인 로제타로 보내고 로제타는 이를 지구로 안전하게 이송하는 역할을 맡는다.

혜성의 구성 물질이 처음으로 인류의 품 안으로 들어오게 되는 셈이다. 우주 탐험 역사에서 한 획을 긋는 사건으로 기록될 전망이다.

앞서 로제타 탐사선은 '67P/추류모프-게라시멘코'의 다양한 모습의 사진을 계속 보내오고 있다. 이를 통해 탐사지역을 몇 개의 지역으로 나눴다. 이를 통해 본 결과 67P 혜성은 여러 가지 얼굴을 지니고 있는 것으로 나타났다. 수증기를 내뿜으며 강력하게 활동하는 곳이 있는가 하면 조용히 숨죽이고 있는 공간도 있다.

전문가들은 로제타가 보내온 데이터를 분석한 결과 "이처럼 정밀하고 섬세한 혜성 표면을 지금까지 본 적이 없다"며 "전례 없는 일로 혜성 지도를 만드는데 하나의 역사적 사건으로 기록될 것"이라고 흥분했다. 로제타가 촬영한 사진을 보면 '67P/추류모프-게라시멘코'P는 절벽으로 이뤄져 있는 곳, 깊은 구멍으로 된 크레이터 지역, 바위 로 돼 있는 곳 등 다양했다. 여기에 어떤 곳은 조용하고 또 다른 곳은 수증기를 내뿜으며 활발하게 움직이고 있는 곳으로 파악됐다.

유럽우주기구의 한 관계자는 "로제타가 보내온 데이터를 통해 혜성의 첫 번째 지도를 만드는데 성공했다"며 "앞으로 67P 혜성의 여러 가지 새로운 사실이 드러날 것"이라고 말했다.

◆혜성은 태양계의 타임캡슐=혜성은 '타임캡슐'로 알려져 있다. 긴 꼬리를 물고 가끔씩 지구를 지나치는 혜성을 관찰하는 것은 있어 왔다. 혜성을 연구하면 태양계의 구성은 물론 우주가 어떻게 형성됐는지 파악할 수 있을 것으로 기대된다. 늘 그곳을 공전하고 있는 태양계 행성과 달리 혜성은 불규칙한 궤도를 보이며 스쳐 지나는 손님에 해당된다. 우주과학자들이 혜성에 관심을 집중하는 이유이기도 하다. 독일항공우주센터(German Aerospace Center)의 스테판 울라멕(Stephan Ulamec) 박사는 요즈음 긴장감을 놓지 못하고 있다. 스테판 박사는 필레 착륙선 매니저이다. 그는 "이번에 시도되는 혜성 착륙은 사상 처음 있는 일"이라며 "혜성은 하루 6시간 동안의 낮 기간을 보여주는데 이 시간에 많은 것을 관찰할 수 있다"고 강조했다.

필레 착륙추진팀은 일어날 수 있는 여러 가지 시나리오에 대해 사전 대비 태세를 점검하고 있다. 필레가 모선인 로제타와 끊어지지 않고 정기적으로 통신을 할 수 있느냐는 것이 관건이다. 둘째 큰 바위덩어리, 깊은 크레바스, 가파른 언덕 등 혜성 표면의 위험으로부터 어떻게 벗어나느냐에 있다. 또 착륙선이 에너지를 얻기 위해 태양빛을 충분히 받을 수 있는 환경이 되느냐도 중요한 사전 점검 사항 중 하나이다.

로제타계획의 매너지인 프레드 얀센(Fred Jansen) 박사는 "혜성에 가까이 갈수록 보다 정밀한 데이터를 모을 수 있고 점점 더 세부적 데이터 접근이 가능하다"고 설명했다. 필레 착륙선은 혜성에 안착해 여러 가지 임무를 수행할 계획이다. 이때 혜성은 태양으로부터 4억5000만㎞ 떨어져 있는 상태이고 로제타 모선은 혜성의 50㎞까지 접근한다. 인류의 우주역사를 새롭게 쓰고 있는 로제타와 착륙선 필레가 성공적 임무를 수행할지 지금 전 세계의 눈길이 집중되고 있다.

한편 로제타는 유럽우주기구가 2004년 발사한 혜성탐사선이다. 유럽우주기구의 통계를 보면 로제타는 10년이 조금 넘는 기간 동안 약 64억㎞를 날아간 것으로 집계됐다.

▲로제타 모선에서 착륙선인 '필레'가 분리되고 있다.

▲필레 착륙선이 혜성 표면에 도착한다.

▲필레가 모든 데이터는 로제타 모선으로 로제타는 이를 지구로 전송한다.[사진제공=NASA/ESA]

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr