기존 계획 훌쩍 넘겨 45년 된 보이저호의 최근 근황

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NASA/JPL

​1977년, 176년마다 한 번씩 돌아오는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 일렬로 정렬하는 시기에 맞춰 두 로켓이 발사됐다. 보이저 1호, 보이저 2호 탐사선이다. 원래 계획했던 4년이라는 기간을 훌쩍 넘어 약 45년이 지난 지금까지도 임무를 수행하던 두 탐사선은 곧 긴 여정을 마무리하려 한다.

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보이저 1호는 목성과 토성을 근접 탐사하고 주변 위성들의 사진을 담았다. 특히 토성의 위성 타이탄을 탐사하기 위해 명왕성 탐사를 포기하고 궤도를 틀었다. 이후 태양권을 지나고 성간 우주(interstellar space)를 탐사한 최초의 우주선이 됐다. 목성의 얇은 고리를 최초로 관측했고 목성의 위성 테베(Thebe)와 메티스(Metis)를 발견했다. 토성에서는 5개의 위성과 G 고리를 발견했다.

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보이저 2호는 1호보다 먼저 발사돼 유일하게 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 모두 근접 탐사했다. 최초로 천왕성과 해왕성을 통과한 우주선으로 천왕성과 해왕성에서 각각 10개, 5개의 위성을 발견했고 해왕성의 고기압성 폭풍인 대흑점을 발견했다. 보이저 2호 이후로 천왕성과 해왕성을 근접 탐사한 우주선은 아직까지 없다.

기존의 목적이었던 4년간의 목성과 토성, 천왕성, 해왕성 탐사 이후로도 항해를 계속한 보이저 1호와 2호는 인류 역사상 가장 먼 거리를 탐사했다. 두 탐사선은 태양풍의 영향이 미치는 태양권(heliosphere)을 지나 태양권 계면(heliopause)을 통과했다. 보이저 1호는 2012년에, 보이저 2호는 2018년에 태양계를 벗어나 성간 우주에 진입했다. 현재 지구로부터 각각 233억km, 194억km 이상 떨어져 있다. 그래서 보이저 1호와 통신하는 데에만 이틀이 걸린다.

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보이저호는 태양권 계면의 북쪽과 남쪽을 통과하며 미지의 성간 우주에 대한 데이터를 수집하고 있다. 또한 혹시 만날 외우주 생명체에게 지구의 문명에 대해 알려줄 골든 레코드를 탑재한 채로 점점 지구와 멀어지고 있다. 골든 레코드에는 석양, 돌고래 등의 사진과 빗소리, 파도 소리 등의 소리, 바흐 등 시대를 풍미한 음악 90분과 각국의 언어로 된 인사말이 담겨있다.

이렇듯 우주 탐사 역사에 큰 업적을 여럿 세운 보이저 1호, 2호지만 그 여정을 마무리할 때가 다가오고 있다. 미국 항공우주국(NASA, 나사)의 물리학자 랄프 맥넛(Ralph McNutt)이 미국 과학 잡지 사이언티픽 아메리칸(Scientific American)과의 인터뷰에서 “44년 반이 지났고 이미 우리는 보증 기간의 10배가 넘었다”고 말했듯이 말이다.

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두 탐사선은 플루토늄을 연료로 방사성동위원소 열전기 발전기(RTG)라는 원자력 전지로 구동한다. 태양전지를 못 쓰는 곳에서 전기를 공급하기 위해 사용된다. 방사성 동위원소의 방사성 붕괴로 방출된 열에너지를 전기에너지로 변환한다. 하지만 플루토늄 반감기로 RTG 출력이 매년 4와트 정도씩 감소하고 있다. 즉 언젠가 에너지 고갈로 작동을 멈추게 된다.

보이저호의 수명을 늘리기 위해 이미 2년 전 나사 엔지니어는 우주 방사선 측정기의 히터 전원을 껐다. 급격한 온도 변화로 장비가 고장 날 것이라 여겼지만 놀랍게도 잘 작동했다. 현재 보이저 1호는 4개의 기능이, 보이저 2호에는 5개의 기능이 여전히 작동한다.

하지만 오래된 만큼 문제도 발생했다. 2020년에 보이저 2호는 기능 이상으로 예상보다 더 많은 에너지를 소비했고 1달 전에는 보이저 1호의 ‘자세 및 접합부 제어시스템'(AACS)에 문제가 발생했다.

보이저호가 얼마나 더 임무를 수행할 수 있을지는 전력 공급에 달렸다. 1977년 보이저호 발사 전에 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)에 합류한 행성학자 린다 스필커(Linda Spilker)는 “만약 모든 것이 순조롭게 이뤄진다면 임무는 2030년대까지 연장될 수 있을 것”이라고 말했다.

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한편 나사는 보이저호의 카메라 기능을 다시 켜지는 않을 것이라 밝혔다. 성간 우주 탐사 임무에 우선적이지도 않을뿐더러 발사 후 45년이 지났기 때문에 보이저호가 보내오는 이미지를 분석할 컴퓨터가 이미 존재하지 않는다는 것이다. 게다가 카메라는 몇 년간 매우 낮은 온도에 노출돼 컴퓨터를 다시 만들더라도 카메라가 작동할지 확실치 않다.

보이저호의 기능이 모두 정지하면 임무는 끝나겠지만 두 탐사선은 여전히 광활한 우주를 누빌 것이다. 지구도, 태양계도 사라질 수백만 년 후에도 보이저호는 어느 정도의 형체를 유지하며 유유히 우주를 탐사할 것이다.

테크플러스 에디터 김보현, 나유권
tech-plus@naver.com​

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