[동아일보]
NASA 탐사선 ‘뉴호라이즌’… 7월 14일 명왕성 궤도 진입
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태양계 9개 행성의 ‘막내’였던 명왕성은 2006년 8월 국제천문연맹(IAU) 총회에서 왜소행성으로 격하되면서 행성 지위를 박탈당했다. 하지만 그해 1월 미국항공우주국(NASA)은 목성, 토성 등 태양계 행성을 탐사하는 ‘뉴 프런티어스 프로그램(New Frontiers Program)’에 따라 태양계 끝자락의 명왕성을 향해 우주선 ‘뉴호라이즌’을 보냈다. 그로부터 꼬박 10년. 뉴호라이즌은 다음 달 14일 드디어 명왕성 궤도에 도착한다.
○ 플루토늄으로 전력 얻으며 총알보다 20배 빨리 이동
명왕성은 태양에서 약 60억 km 떨어져 있다. 태양과 지구 사이 거리의 40배가 넘는다. 뉴호라이즌은 시속 5만8000km로 명왕성에 접근하고 있다. 이는 지상에서 발사된 탐사선 중 가장 빠르며 총알보다 20배 이상 빠르다. 목성 궤도를 지나면서부터는 중력을 이용해 7만5200km까지 속도를 더욱 끌어올렸다.
보통 우주탐사선은 태양전지판을 갖춰 태양에서 전력을 공급받지만, 화성보다 멀리 가면 태양열이 너무 약해 태양전지판이 소용없다. 명왕성은 태양열을 거의 받지 못해 표면 온도가 영하 228도∼영하 238도로 극저온 상태다.
이 때문에 뉴호라이즌에는 방사성 동위원소를 활용한 열전기 발전기(RTG)가 달려 있다. RTG는 플루토늄이나 스트론튬 등 방사성 동위원소가 자연 붕괴할 때 발생하는 열을 전력으로 바꾸는 장비다. 뉴호라이즌에는 RTG 연료로 쓰이는 플루토늄 10.9kg이 실려 있다.
먼 거리인 만큼 뉴호라이즌이 보낸 데이터가 지구에 도착하기까지는 4시간 30분이 걸린다. 지구와 뉴호라이즌이 교신을 한 번 주고받는 데 9시간은 걸리는 셈이다.
○ 7개 첨단장비로 명왕성계 비밀 푼다
뉴호라이즌의 목표는 명왕성 상공 1만2500km까지 접근하는 것이다. 이후 약 5개월간 명왕성 주변을 돌며 표면 성질과 온도, 대기 성분 분석 등 자료를 수집한다.
이를 위해 뉴호라이즌에는 7개 탐사장비가 실려 있다. 분자탐지기인 ‘펩시(PEPSSI)’는 핵심 장비로 꼽힌다. 명왕성 대기에서 방출되는 이온의 구성과 농도를 관측할 수 있기 때문이다. 펩시가 얻은 데이터를 활용하면 명왕성의 대기 성분을 분석할 수 있다. 현재는 명왕성 대기가 대부분 메탄으로 이뤄져 있다는 정도만 추정하고 있다.
망원카메라 ‘로리(Lorri)’는 명왕성의 지질학적 특징을 관측할 계획이다. 카메라 ‘랠프(Ralph)’는 광학사진과 적외선사진을 모두 찍어 지구로 전송한다. 빛을 분석하는 장비인 ‘렉스(REX)’도 실려 있다. 명왕성에서 나온 빛을 분석하면 대기 구성과 질량 등을 정확히 알 수 있다.
자외선 분광계 ‘앨리스(Alice)’도 달려 있다. ‘앨리스’라는 이름의 자외선 분광계는 지난해 인류 역사상 최초로 혜성 착륙을 성공시킨 유럽우주국(ESA)의 탐사선 ‘로제타’에도 달려 있다. 로제타에 실린 앨리스는 그간 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코’의 표면을 조사하며 과학자들의 예상과 달리 혜성 표면에 전자가 풍부하다는 사실을 밝혀 내기도 했다.
이 밖에 뉴호라이즌은 명왕성 주변의 태양풍을 감지할 수 있는 ‘스와프(SWAP)’와 항해 중 우주선에 부딪히는 우주먼지를 관측할 수 있는 ‘SDC’도 싣고 있다. 이들 장비를 모두 실은 뉴호라이즌의 무게는 478kg 정도다.
현재 NASA는 홈페이지를 통해 들뜬 분위기를 감추지 않고 있다. 2월에는 전력을 덜 쓰기 위해 휴면 상태로 날아가던 뉴호라이즌을 잠에서 깨워 모든 장비의 기능을 되살리며 본격적으로 명왕성 탐사를 위한 준비를 시작했다.
존 스펜서 NASA 연구원은 “뉴호라이즌은 임무 직전 단계에 들어섰다”면서 “뉴호라이즌 덕분에 지금껏 아무도 볼 수 없었던 신세계가 펼쳐질 것”이라고 말했다.
최영준 한국천문연구원 책임연구원은 “명왕성은 태양계 최외곽 천체에 자리하고 있는 행성으로 태양계 생성과 관련된 많은 정보를 담고 있다”며 “이곳에 대한 물리적 탐사를 진행하는 것은 과학적으로 큰 가치가 있다”고 말했다.
대전=전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com
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