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미국 잡으러 출발, 유럽-러시아 화성탐사선 발사

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2016년 03월 14일 20:00 프린트하기

유럽과 러시아가 공동으로 14일 화성 탐사선 엑소마스를 발사했다.  - 유럽우주국(ESA) 제공
유럽과 러시아가 공동으로 14일 화성 탐사선 엑소마스를 발사했다.  - 유럽우주국(ESA) 제공

 

미국의 독무대나 다름없었던 화성 탐사에 유럽과 러시아가 출격했다. 유럽우주국(ESA)은 현지시간으로 14일 낮 12시 31분(한국시간 오후 6시 31분) 러시아 바이코누르 기지에서 프로톤-M 로켓에 화성 탐사선 ‘엑소마스(ExoMars)’를 성공적으로 발사했다고 밝혔다.

 

화성에서 12년째 임무를 수행 중인 ‘오퍼튜니티’, 10가지 장비를 탑재하고 2012년 화성에 도착한 로봇 ‘큐리오시티’. 현재 화성 표면에서 탐사를 벌이고 있는 로봇은 이들 두 대뿐이다. ‘마스 오디세이’ ‘마스 익스프레스’ ‘화성 정찰 궤도선회탐사선(MRO)’ ‘메이븐(MAVEN)’ 등 궤도선 4대는 화성 상공을 돌며 임무를 수행중이다.

 

이들의 공통점은 모두 미국항공우주국(NASA)이 보낸 탐사선이라는 것. 미국이 ‘화성 탐사 종주국’임을 보여주는 방증이다. 유일한 ‘이방인’은 인도가 2014년 발사한 자국의 첫 화성 탐사 궤도선 ‘망갈리안’이다.

● 가스 추적궤도선이 메탄 찾아


이번 발사의 정식 명칭은 ‘엑소마스 2016’이다. 엑소마스 전체 미션의 1단계에 해당한다. 이번에는 가스 추적궤도선(TLO·Trace Gas Orbiter)과 소형 착륙선 ‘스키아파렐리(Schiaparelli)’를 싣고 화성으로 출발한다. 예정대로라면 엑소마스는 10월 19일 화성 궤도에 진입해 가스 추적궤도선을 내려놓고, 스키아펠리는 화성 표면에 터치다운을 시도한다.

 

가스 추적궤도선의 임무는 화성에서 배출되는 미량의 메탄가스를 포집하는 일이다. 메탄은 태양빛에 의해 수백 년에 걸쳐 느리게 분해 되는 만큼 대기 중에 머무는 시간이 길다. 만약 이번에 메탄이 발견된다면 최근 화성에서 화산 활동이 일어났다거나 미생물이 살고 있다는 뜻이 된다.

 

그간 미국항공우주국의 큐리오시티가 2014년 게일 분화구 근처에서 메탄을 찾아내는 등 화성 탐사에서 메탄은 여러 차례 발견됐다. 하지만 메탄의 농도가 이론적인 예상치보다 낮아 메탄의 발생 원인이나 생명체 존재 가능성은 여전히 불투명한 상태다. 가장 최근에 화성에 도착한 메이븐도 화성의 상층 대기를 분석해 메탄을 찾고 있다.

 

유럽우주국은 ‘메탄 미스터리’를 풀기 위해 가스 추적궤도선에 미량의 화성 대기까지 분석할 수 있는 정교한 분광계 2기와 화성 표면의 얼음 분포를 파악할 수 있는 중성자 검출기를 실었다. 엑소마스 2016 프로젝트의 해칸 스베드헴은 “과거 화성 탐사선에 실린 어떤 장비들보다 민감하고 정교한 장비를 실었다”며 “대기 중 1조 개 입자들 가운데 메탄 분자가 하나만 있어도 탐지할 수 있는 수준”이라고 말했다.

 

● 2018년 본 발사 대비 착륙 시험도 진행

 

화성 표면에 내려앉을 스키아파렐리는 모의시험(dry run)용 착륙선이다. 유럽우주국은 엑소마스의 2단계이자 최종 목표로 2018년 ‘엑소마스 로버’를 화성 표면에 안착시킬 계획이다. 스키아파렐리는 이에 대비해 자신의 몸에 카메라와 센서를 달고 화성에 착륙하는 과정을 사진으로 담아 지구로 보낸다.

 

울퉁불퉁하고 거친 화성 표면에 엑소마스 로버가 안정적으로 착지할 수 있는지 미리 연습하는 일은 스키아파렐리의 가장 중요한 임무다. 스키아파렐리는 시속 2만1000㎞로 화성 대기를 뚫고 낙하하기 시작해 낙하산을 펴고 서서히 속도를 줄여 5분 53초 뒤 시속 10㎞로 표면에 착륙하도록 프로그래밍 됐다. 이런 착륙 과정은 2018년 엑소마스 로버에 동일하게 적용된다.

 

이번 탐사에는 유럽과 러시아의 자존심이 걸려있다. 러시아는 그간 12차례에 걸쳐 화성 탐사선을 발사했지만 단 한차례도 성공하지 못했다. 가장 최근인 2011년에 발사한 ‘포보스-그룬트’는 로켓과 분리된 뒤 자체 엔진이 켜지지 않아 정상 궤도에 진입하지 못한 채 지구 주변을 떠돌다 지구로 추락했다.

 

유럽우주국도 2003년 ‘마스 익스프레스’에 영국 착륙선 ‘비글 2호’를 실어 보냈지만, 비글 2호가 화성에 착륙한 뒤 통신이 두절되면서 결국 실패를 선언했다. 비글 2호는 2015년 미국항공우주국의 화성 정찰 궤도선회탐사선의 카메라에 태양전지판 4개 중 2개가 펴지지 않은 모습이 포착되면서 태양전지판이 통신용 안테나를 가려 지구와 교신을 막은 것으로 추정되고 있다.


미국항공우주국은 당분간 화성 탐사 계획이 없다. 2012년 화성 내부 지각과 핵까지 탐사할 수 있는 ‘인사이트(InSight)’를 개발해 올해 발사하기로 했지만, 지난해 말 인사이트에 실릴 예정이었던 탐사 장비 중 하나에서 공기가 새는 치명적인 결함이 발견되면서 계획의 존폐 자체가 불투명해졌다.

 


이현경 기자

uneasy75@donga.com

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