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2018년 기대되는 우주 탐사 계획들

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2018년 01월 07일 16:00 프린트하기

우주를 향한 인류의 탐험은 계속되고 있습니다. 지난 해에는 미 항공우주국(NASA)의 카시니가 토성에서 극적인 그랜드 피날레를 마무리했으며, 탐사선 주노가 목성 궤도를 순조롭게 돌고 있습니다. 2018년에도 제 2의 지구를 찾는 임무부터 태양과 수성 탐사, 블랙홀 관측 등 미지의 세계를 향한 흥미로운 도전들이 기다리고 있습니다. 

 

● 뜨거운 태양 속으로 ‘터치 더 선(Touch The Sun)’ 

 

지난해 미국에서 일어난 개기일식은 신비로운 우주 쇼를 펼쳐냈습니다. 올해는 우리 일상 가까이에 있지만 수많은 비밀에 둘러싸인 태양 속으로 더욱 가까이 다가갈 예정입니다. 올 여름 NASA는 ‘터치 더 선(Touch The Sun)’이라는 임무를 계획하고 있습니다.

 

올 7월말 이륙할 파커 탐사선은 태양의 코로나 영역인 640만㎞까지 다가가 표면을 관찰할 계획입니다. 약 7년 간 24개의 궤도를 돌며 하전 입자를 수집하고 태양 대기를 측정하는 과제를 수행하게 되죠. 그동안 많은 탐사선을 띄웠지만, 태양을 향해 발사하는 것은 최초입니다. 뜨거운 태양열을 견디기 위해 이 탐사선은 약 11㎝ 두께의 탄소 복합재로 만들어졌습니다.
 
파커 탐사선이 태양에 다가갈 경우 두 가지 중요한 질문에 답할 수 있습니다. 왜 태양의 코로나가 표면보다 더 뜨거운가, 태양풍에서 우주로 흘러들어가는 하전 입자의 흐름에 어떤 요인들이 작용하는가, 그 해답은 지구의 인공위성, 에너지 그리드, 기타 기반 시설을 파괴시킬 수 있는 태양 폭발과 태양 폭풍을 과학자들이 더 잘 이해하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

 

이 탐사선은 1958년 태양풍의 존재를 제시한 미국 시카고대학의 천체 물리학자 유진 파커의 이름에서 따왔습니다. 나사 최초로 살아있는 과학자의 이름을 따서 명명됐습니다.

 

존스홉킨스대학 응용물리연구소 제공
존스홉킨스대학 응용물리연구소 제공

생명이 살 수 있는 새로운 행성 찾기

 

지난 2009년 NASA가 케플러 망원경을 우주로 발사하며 시작한 케플러 미션은 지난해 외계행성들을 잇따라 발견하며 새로운 행성을 찾는 임무를 성공적으로 수행했습니다. 2018년에는 새 우주망원경을 탑재한 TESS(Trans Exoplanet Survey Satellite)가 바톤을 이어받아 제 2의 지구를 찾게 됩니다.

 

TESS는 태양계 밖에서 지구로부터 300광년 이내에 있는 행성들을 탐색합니다. 밝은 항성이 일시적으로 어두워질 때, 그 주위를 공전하고 있는 행성을 발견하는 원리입니다. 2년의 임무 기간 동안 약 20만 개의 행성을 찾고, 슈퍼 지구(Super Earth)를 포함한 1500개의 외계 행성 후보 물질을 분류할 것으로 예측됩니다.

 

NASA는 TESS가 발견할 행성은 케플러가 발견한 행성들보다 30~100배 더 밝을 것이라고 설명합니다. 이에 따라 후속 관측도 수월해져 행성의 질량, 크기, 밀도 및 대기 특성에 대한 정교한 측정도 함께 수행할 수 있습니다. 

 

NASA 제공
NASA 제공

 

블랙홀의 실체를 볼 수 있을까?

 

블랙홀은 그동안 우주에서 수없이 많은 현상에 영향을 주고 있는 것으로 밝혀졌지만, 아무도 직접 본 적이 없죠. 블랙홀을 올해에는 직접 목격하게 될까요? 전 세계 100여명의 천문학자가 모인 EHT(Event Horizon Telescope) 프로젝트팀은 작년부터 실제 블랙홀의 모습을 보기 위해 연구를 진행하고 있습니다. 한국천문연구원의 정태현 박사도 참여했습니다.
 
EHT 프로젝트는 북남미와 유럽, 남극 등 8개 지역의 10여대 전파망원경이 동시에 블랙홀을 관측하는 방식입니다. 표적은 바로 궁수자리 A*, 우리 은하 중심에서부터 2만6000광년 떨어져있는 초대형 블랙홀입니다. 천문학자들은 이미지를 찍기 위해 지구 전체 크기의 망원경 성능을 구현했습니다.

 

현재는 관측한 방대한 데이터를 검증하고 이미지를 결합해 필터링하는 작업을 진행 중입니다. 이 과정은 매우 긴 시간이 필요하겠지만, 실제 블랙홀의 이미지의 모습을 볼 수 있다면 기다릴 가치가 충분합니다. 
 

EHT의 과학자가 시뮬레이션한 블랙홀 동영상 캡쳐 - Perimeter Institute for Theoretical Physics (Youtube) 제공
EHT의 과학자가 시뮬레이션한 블랙홀 동영상 캡쳐 - Perimeter Institute for Theoretical Physics (Youtube) 제공

 

화성의 내부를 깊게 관측하기

 

2018년에도 화성에 대한 인류의 연구는 계속됩니다. NASA가 올 5월에 무인 탐사선 인사이트(InSight, Interior exploration using Seismic investigations, geodesy and heat transport)를 화성으로 쏘아 올립니다. 이 탐사선은 11월에야 화성에 착륙해 지질과 지열 등을 측정할 것으로 보입니다.

 

인사이트는 화성의 내부 구조를 탐사하기 위해 일련의 장비를 배치하게 되는데요. 세 다리로 지지하는 착륙선은 지진 활동과 운석 충돌로 인한 진동을 추적하기 위해 지진계를 사용합니다. 또 행성 내부의 열 흐름을 연구하기 위해 표면 아래 약 5m의 열 탐침을 보냅니다. 세 번째 장비는 지구와의 전파 신호를 통해 행성의 워블(wobble, 궤도의 회전축이 일치하지 않을 때 나타나는 현상)을 측정합니다.

 

이렇게 수집된 정보들은 과학자들이 화성의 지각, 맨틀 및 핵의 구조와 구성에 다가가게 해 줄 것입니다. 화성의 내부로부터 지구 초기 역사와 진화의 실마리를 얻을 수도 있습니다. 

 

 

NASA 제공
NASA 제공

 

암흑에 가려진 수성의 비밀은?

 

수성은 탐사가 덜된 행성 중 하나입니다. 태양과 가장 가까운 궤도를 도는 수성은 태양에서 나오는 가스와 고열의 영향으로 탐사가 매우 어렵기 때문인데요. 수성의 비밀에 한층 더 가까이 다가갈 수 있을지 기대하게 만드는 소식이 있습니다. 올 10월 유럽과 일본이 공동으로 개발한 베피콜롬보 (BepiColombo) 탐사선을 수성에 발사할 예정입니다.

 

베피콜롬보는 유럽우주국(ESA)과 일본항공우주국(JAXA)가 각자 개발한 탐사기를 합쳐서 만든 탐사선입니다. ESA는 수성의 지형과 광물을 조사할 탐사기 MPO(Mercury Planetary Orbiter)를, JAXA는 수성의 자기장을 조사할 탐사기 MMO(Mercury Magnetospheric Orbiter)를 개발했습니다. 두 탐사기는 수성에 도착하면 분리되어 수성 궤도를 돌며 1년 간 수성의 고유 자기장과 자기권, 수성의 표면 지형과 광물, 화학적 구성 등을 정밀 조사하게 됩니다.

 

탐사선이 수성에 도달하는 데는 약 7년의 시간이 소요돼 2025년에야 수성에 도착합니다. 또 섭씨 350도 이상의 온도에 견뎌야 하기 때문에 쉽지 않은 프로젝트입니다. 수성 탐사선 프로젝트가 성공적으로 진행된다면, 태양계 행성들의 기원과 진화에 대해 좀 더 이해할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

EAS 제공
EAS 제공

 

작년 추석 무렵, NASA의 소행성 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx, Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer)가 지구에 보낸 사진 한 장을 기억하나요? 소행성을 향한 먼 길을 떠나면서 지구와 달을 한 프레임으로 잡은 아련한 우주의 풍경을 보내왔습니다.

 

NASA 제공
NASA 제공

 

오시리스-렉스는 2016년 소행성에서 귀중한 샘플을 가져오기 위해 먼 길을 떠난 지 3년만인 올해 드디어 그 임무를 달성합니다. 이 탐사선은 8월에 베뉴(Bennu) 소행성에 도착해 최소한 60g의 먼지와 암석 물질을 채집한 뒤, 2023년 지구로 가져올 예정입니다.

 

과학자들은 베뉴와 같은 소행성은 행성 안의 열과 압력, 생명체에 의해 변형된 적이 없는 암석으로서 초기 태양계 형성에 대한 중요한 정보를 담고 있는 ‘우주의 화석’이라고 말합니다. 베뉴의 표면에는 유기 물질이 풍부해 지구 생명의 기원에 대한 힌트를 얻을 수 있으며, 지구에 영향을 줄 수 있는 소행성의 존재에 대해서도 파악할 수 있습니다.

 

수십 년 전 아폴로 우주선이 가져온 달 샘플이 오늘날까지도 연구되고 있듯이, 베뉴에서 돌아온 소행성 샘플도 과학자들에게 수십 년 동안 연구할 전례 없는 물질을 제공할 것으로 기대됩니다.

 

NASA 제공
NASA 제공

 

출처 및 참고

https://www.nasa.gov/mission_pages/insight/main/index.html

http://eventhorizontelescope.org/

https://www.nasa.gov/osiris-rex

https://tess.gsfc.nasa.gov/multimedia.html#promotional

 

 

※필자소개
이종림. IT전문지 마이크로소프트웨어와 과학동아에서 기자로 일했으며, TV 예능 ‘용감한 기자들’에 출연했다.

최신 IT기기, 게임, 사진, 음악, 고양이 등에 관심이 많다. 

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