2018년의 우주산업 Top 10 (2편)
천체물리학에는 문명을 3단계로 나누는
카르다쇼프 척도 (Kardashev Scale)라는 것이 존재한다.
1단계는 ‘행성 문명’으로 기존 행성에 있는 모든 에너지와 자원을,
2단계는 ‘태양계 문명’으로 태양계에 있는 모든 에너지와 자원을,
3단계는 ‘은하계 문명’으로 은하계에 있는 모든 에너지와 자원을 사용할 수 있는 문명을 가리킨다.
우주를 점령한 미래의 인류공상과학 소설에 나올 법한 내용이지만
이 척도로 보아 우리 인류는 아직 1단계에도 진입을 못한 상태다.
이 이론을 제시한 천체물리학자 카르다쇼프는
우리가 200년 안에 1단계 문명을,
몇 천년 안에 2단계 문명을,
10만~100만년 안에 3단계 문명을 달성할 것이라고 주장했다.
사실인지 정신상태가 불안정한 과학자의 헛소리인지 모르겠지만
분명한 것은 2018년의 우주산업은
우주와 인류를 빛낼 것이라는 점이다.
6. 수성을 수성하라: 베피콜롬보 (Bepicolombo)
예정 발사 날짜: 10월
유럽우주국의 베피콜롬보 궤도선
우리 태양계에서 가장 베일에 쌓여 있는 행성은
명왕성(물론 행성이라고 할 수 없다)도, 해왕성도 아닌
수성이다.
왜일까?
수성은 태양과 가장 가까운 거리에 있기에
탐사선은 350°C를 넘는 고온을 버텨야 한다.
또한 태양의 어마어마한 중력은
탐사선이 수성에 안정적인 궤도를 유지하는 것에 큰 걸림돌이다.
무엇보다도 지구의 공전범위 안에 위치한 수성과 금성을 가는 것은
화성과 목성을 가는 것 보다 까다롭다.
그 이유는?
놀이터 뺑뺑이를 생각하면 쉽다.
당신이 뺑뺑이를 돌린 뒤 올라탄 곳이 지구의 위치라고 가정하자.
뺑뺑이가 회전하는 상태에서 당신이 안쪽으로 이동하는게 쉬울까?
아니면 바깥으로 튕겨 나가는 것이 쉬울까?
답은 말안해도 알 것이다.
이처럼 행성들은 태양을 중심으로 항상 공전하고 있기 때문에
정작 수성을 탐사한 미션은 1973년의 매리너 10호(Mariner 10)와
2011-2015년, 4년 간 수성의 위성 행세를 한 메신저(MESSENGER) 궤도선 뿐이다.
본론으로 돌아와서 베피콜롬보 미션은
일본 우주항공개발연구기구(JAXA)와 유럽우주국(ESA)의 첫 협력 사업으로
두 기관은 각기 다른 궤도선을 제작한다.
수성의 지형, 광물, 대기층을 조사하기 위한
수성 지형 궤도선(Mercury Planetary Orbiter)은 ESA가,
수성의 자기권을 측정하는
수성 자기권 궤도선(Mercury Magnetospheric Orbiter)은 JAXA가 담당한다.
두 궤도선은 수성 트랜스퍼 모듈(Mercury Transfer Module)에 결합되고
7년 간의 우주항해 끝에 2025년 수성에 도착할 예정이다.
수성에 가는 미션이 흔치 않은 만큼 그 의미는 더욱 크다.
즉, 베피콜롬보 미션은 인류와 지구의 기원을 찾는 데에 의의를 두고 있다.
우리 태양계에서 수성, 금성, 화성, 지구는 ‘지구형 행성’으로 분류되는데
활발한 환경 탓에 지구에서는 초기의 태양계를 연구하는 데에 많은 어려움이 따른다.
그만큼 수성의 지질학적인 요소들을 탐구함으로써
지구와 유사한 점을 발견하고 더욱 나아가
지구와 태양계의 형성과정에 대한 과학적 단서를 얻을 수 있다.
7. “행성 사냥꾼” 테스(TESS: Transiting Exoplanet Survey Satellite)
예정 발사 날짜: 3월~6월
4대의 광각렌즈를 장찬한 테스
외계인이 존재할까?
누구나 한번쯤 던져봤을 질문이다.
물론 아직까지 확인된 바는 없지만 현대의 기술력에 힘입어
인류의 생명을 찾기 위한 노력은 가속화되고 있다.
그 일환으로 NASA는 테스 프로젝트를 진행 중이다.
테스는 우리 태양계 밖에 있는 외부행성(exoplanet)을 찾기위한 우주 망원경으로
우주를26개의 ‘타일’(tile)로 나누어 우주하늘의90%를 관찰하고
2년에 걸쳐 우리 태양과 유사한 20만개의 별들을 식별할 계획이다 [1].
* 1타일은 얼마나 클까?
* 달은 테스의 관점에서 타일의 1/9000 관찰 범위를 차지한다 [2].
그렇다면 외부행성을 찾는데 왜 별을 관찰할까?
테스는 외부행성을 식별하기 위해 “transit method”라는 관측방법을 사용한다.
Transit Method란?
별 앞으로 행성이 지나갈 때 별의 밝기가 살짝 변하는데
이 밝기변화를 토대로 행성의 크기와 공전주기를 파악하는 것이다.
이 고도의 관찰능력을 가진 테스는
4대의 광각렌즈 카메라를 27일 동안 1타일에 집중시켜
그 영역 안에 있는 별들을 관찰하게 된다.
물론 아무 별이나 관찰하는 것은 아니다.
바로 여기에서 테스의 특별함이 나타난다.
지금까지의 관찰미션들은 우리 태양계로부터 멀리 떨어진 별들을
관찰하는 데에 초점을 두었다면
테스는 지구와 가장 가까운 외부행성들을 찾기 위해
비교적 가까운 거리에 있는 별들을 관찰하게 된다.
* 테스가 관찰할 별들은 기존의 케플러 망원경이 관찰하는 별들보다 30~100배 밝다 [3].
* 테스는 케플러 망원경보다 20배 범위의 우주를 관찰한다.
물론 테스를 통해 외부행성의 생명존재 여부는 확신할 수 없겠지만
미션 종료까지 적어도 몇 천개의 새로운 외부행성을 발견할 것으로 예상되기에
우주의 신비를 우리에게 선물해 줄 것은 부정할 수 없다.
8. 소행성 이름도 내 마음대로: 하야부사-2호(Hayabusa-2)
예정 도착 날짜: 7월
하야부사-2호와 소행성
2003년, 일본 우주항공개발연구기구(JAXA)는 이토카와 (Itokawa) 소행성을 향해
‘매’를 뜻하는 하야부사(Hayabusa) 탐사선을 발사하여
세계 최초로 소행성 샘플을 지구로 돌려보냈다.
그리고 그 후속 미션으로 2014년 12월에 발사된 하야부사-2호는
4년 간의 여정 끝에 올해 7월, 류구(Ryugu) 소행성에 도찰할 예정이다.
이번 미션은 특별하게 류구 소행성을 목표로 설정하였다.
약 920m 길이의 소행성은 45억년이라는 긴 역사를 갖고 있어
우리 태양계 초기의 모습을 간직하고 있다고 판단된다 [4].
물론, 그 궁금증을 시원하게 해소하기 위해
하야부사-2호는 류구 소행성의 일부를 폭발시켜
소행성 내부의 샘플을 수집할 계획이다.
하야부사-1호가 이토카와에 3개월을 보낸 것을 감안했을 때
1년을 류구에서 보낼 하야부사-2호는
태양계에 대한 우리의 이해를 촉진 시킬 것으로 기대해도 좋다.
9. 마법의 캡슐: 크루드래곤(Crew Dragon) & 스타라이너(CST-100 Starliner)
예정날짜: 11월-12월
보잉의 스타라이너(좌)와 스페이스X의 크루드래곤(우)
2011년, NASA 우주인들을 30년 간 국제우주정거장으로 수송한
Space Shuttle Program이 종료되면서
미국은 지금까지 국제우주정거장에 가기위해 러시아에 의존 해왔다.
하지만 이번 해가 저물기 전에 이는 바뀔 것으로 예상된다.
2014년, NASA는 민간 우주 비행사 (Commercial Crew Program) 프로그램의 일환으로
보잉(Boeing)에 4.5조원, 스페이스X (SpaceX)에 2.6조원을 투자했다 [5].
민간 우주 비행사 프로그램이 요구하는 것은 국제우주정거장으로 가는 캡슐.
그 조건은 다음과 같다.
4명의 우주인을 국제우주정거장으로 수송
비상 시 탑승 인원 전원을 안전하게 지구로 복귀
비상 시 24시간 동안 안전피난소 역할 수행
국제우주정거장에 210일 간 결합 및 도킹 가능
<스페이스X의 크루드래곤>
크루드래곤은 기존에 각종 물품과 식량을
국제우주정거장으로 수송한 드래곤 캡슐(Dragon Capsule)을 개량한 것이다.
지름 3.66m, 높이 7.2m로7명이 탑승 가능하다.
검은색과 흰색을 사용한 깔끔함에 현대적인 색깔을 입혔고
4개의 큰 창문으로 탑승객들은 우주 뿐만 아니라 지구의 파노라마를 즐길 수 있다.
현대적인 느낌을 자랑하는 크루드래곤의 내부이미 2015년에 비상탈출시스템을 시험한 크루드래곤은
올해 8월에 예정된 무인 시험비행이 성공적으로 이루어질 경우
12월에 2명의 우주인을 태우고 국제우주정거장을 방문할 계획이다.
심지어 내년에는 베일에 쌓인 2명의 민간인을 태우고
달 여행을 떠날 것으로 알려져 있다.
<보잉의 스타라이너>
요즘 대세가 되고 있는 우주의 키워드: 재사용.
우주산업의 거물 보잉도 트렌드를 따라가고 있다.
스타라이너 캡슐은 지름 4.56m, 길이 5.03m로
6개월 동안 10번이나 재사용이 가능하다.
탑승 가능 인원은 7명으로 내부에는 와이파이 기능도 탑재된다.
파란색이 잘 어울리는 스타라이너의 내부
주목할 점은 크루드래곤의 수상착륙과는 다르게
스타라이너 캡슐은 미국에서 최초로 지상착륙을 선보일 계획이다.
더나아가 안전이 중요시되는 만큼
스타라이너는 70개의 미션에 100% 성공률을 자랑하는 애틀러스 5호(Atlas V) 로켓에 발사된다 [6].
10. 정보가 힘이다: 화성 인사이트 착륙선(Mars Insight Lander)
발사 예정 날짜: 5월
화성의 내부를 연구하는 화성 인사이트 착륙선
원래 2016년 3월에 발사 계획이던 NASA의 화성 인사이트 착륙선은
탑재된 측정기구의 오작동으로 2년 동안 연기되었다.
하지만 올해 중순, 드디어 화성을 향한 날개를 펼 것으로 예상된다.
우주산업을 얘기하자면 달 다음으로 가장 많은 연구가 이루어진 행성체는 화성이다.
그동안 화성을 탐사한 수 많은 미션들이 있었고
지금도 큐리오시티(Curiosity) 로버와 메이븐(Maven) 궤도선을 포함한
8개의 미션이 화성에서 활동하고 있다.
그렇다면 굳이 또 화성에 갈 필요가 있을까?
물론이다.
인사이트 착륙선은 차별화된 존재로써
물리탐사 기구, 지진계, 열류계, 정밀도 트래킹을 통해
화성의 내부를 파고들어 행성의 형성과정을 연구한다.
이를 통해 화성에 대한 지식 뿐만 아니라
우리 태양계의 기원을 알아가는 시발점이 될 것이다
끝으로
이 외에도 달을 탐사할 인도의 찬드라얀 2호(Chandrayaan-2) ,
우주상업화를 꿈꾸는 버진갈락틱(Virgin Galactic)과 블루오리진(Blue Origin)을 포함한
수 많은 노력들이 보이지 않는 곳에서 행해지고 있다.
여기에는 세계 5위권을 자랑하는 한국의 인공위성 기술을 자랑할
천리안 위성 2A호의 발사도 있다.
기회와 희망으로 가득 차 있는 2018년.
올해에 인류와 우주의 미래가 어떻게 펼쳐질지 지켜보도록 하자.
[1]
https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/tess/primary-science.html
[2]
https://www.nasa.gov/content/about-tess
[3]
https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/tess/primary-science.html
[4]
https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/h/hayabusa-2
[5]
https://www.extremetech.com/extreme/190282-nasa-awards-6-8-billion-to-boeing-and-spacex-bringing-spaceflight-back-to-the-usa
[6]
https://www.nasaspaceflight.com/2018/01/atlas-v-flies-dcr-ahead-starliner-debut/
