[보이저 45년①] 목성 바깥 행성의 비밀을 벗겨라
2022-08-20 21:56

행성 탐사선 ‘보이저(Voyager) 2호’가 오늘(8월 20일)로 꼭 발사 45년을 맞이했다. 같은 해 우주로 날아간 ‘보이저 1호’와 더불어 반세기 가까이 전개돼온 보이저 미션을 통해 인류는 목성 이원 행성들의 수수께끼를 상당수 풀어냈다.

‘보이저 2’호는 지난 1977년 8월 20일 밤 23시29분(한국시간) 미국 플로리다 케이프커내버럴 공군기지 제41 발사대에서 ‘타이탄IIE’ 로켓에 탑재된 채 발사됐다. 2022년은 ‘보이저 2호’의 발사 45주년이자 목성과 토성, 천왕성, 해왕성에 대한 근접 비행(플라이바이) 탐사인 일명 ‘그랜드 투어’의 성공을 기리는 해다.

1960년대 중반 아폴로 계획을 세우고 유인 달 탐사 준비에 한창이던 미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)는 태양계 목성 다음 행성들의 배치나 특성을 조사할 계획을 세웠다. 연구원들은 목성 중력을 이용해 탐사선 궤도를 변경하는 방식으로 토성부터 명왕성까지 효율적으로 탐사하기 위한 프로그램을 고안했다.

1, 2호가 쌍둥이인 보이저 탐사선 <사진=NASA 공식 홈페이지>

JPL은 1976~1978년 탐사선을 발사하면 목성·토성·천왕성·해왕성 등 4개 행성을 12년 만에 탐사할 수 있다는 결론에 도달했다. 행성들은 각기 다른 주기로 공전하기에 그 상대 위치는 항상 변화한다. 계산 결과 각 행성을 효율적으로 탐사할 수 있도록 행성들이 배치되는 타이밍은 176년에 한 번뿐이었다.

달에 인간을 보낼 정도의 우주 기술을 보유했던 당시 천문학자들은 전인미답의 태양계 행성을 단번에 네 개나 탐사할 기회를 절대 놓칠 수 없었다.

1979년 보이저 2호가 촬영한 목성(왼쪽). 오른쪽은 같은 해 보이저 1호가 찍은 목성 대적점(대적반)과 그 주변에 소용돌이치는 구름들 <사진=NASA 공식 홈페이지·칼텍>

이렇게 시작된 계획이 나중에 보이저로 명명되는 ‘매리너 주피터-새턴 1977(Mariner Jupiter-Saturn 1977)’이다. 1977년 8월 20일 ‘보이저 2호’가 우주로 날아갔고 같은 해 9월 5일 쌍둥이인 ‘보이저 1호’가 발사돼 목성으로 향했다. 두 탐사선은 카메라와 분광계, 자력계 등 당시 기술로 만들 수 있는 최고의 관측 장비들을 갖췄다.

발사 2년 후 ‘보이저 2호’는 첫 번째 탐사 대상인 목성에 가장 가까이 접근했다. 이미지 전송은 1979년 4월 24일부터 시작됐고, 1979년 7월 9일에는 목성의 64만5000㎞까지 접근하는 데 성공했다.

당시 ‘보이저 2호’는 변화무쌍한 목성 대적반(목성 특유의 거대한 적갈색 소용돌이)과 목성 고리, 유로파 등 다양한 위성 표면 등을 상세하게 관측했다. 이 과정에서 약 1만8000장의 이미지를 포함한 새로운 관측 데이터도 얻었다.

보이저 2호가 촬영한 목성 위성 유로파(왼쪽)와 토성 및 세 위성의 근접 이미지 <사진=NASA 공식 홈페이지>

목성 중력을 이용해 가속한 ‘보이저 2호’는 다음 목표인 토성으로 향했다. 발사 후 4년 만인 1981년 8월 26일 토성 10만1000㎞까지 접근했다. 이 근접 비행으로 ‘보이저 2호’는 토성과 아름다운 고리, 위성 등에 관한 정보는 물론 사진 약 1만1600매를 촬영할 수 있었다.

[보이저 45년②] '행성 탐사 위한 여정, 계속된다'에서 계속

정이안 기자 anglee@sputnik.kr 

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