중국이 개발을 추진 중인 심우주 탐사선이 동력원으로 우라늄 연료 전지를 사용한다.
중국과학원(CAS)과 국가항천국(CNSA), 국가원자력기구(CAEA), 공간기술연구원(CAST)은 최근 공동 보고서를 발표하고 해왕성 최대 위성 트리톤을 조사할 탐사선의 제원을 공개했다.
탐사선 무게는 3t 이하, 수명은 15년 이상으로 설정됐다. 추력 160mN의 전기 추진 엔진을 4기 탑재할 계획으로 2기는 상시 사용하고 2기는 예비용으로 운용한다.
CNSA에 따르면 이 경우 전기 추진기에 8kWe, 페이로드에 2kWe 등 총 10kWe 이상의 전력이 필요하다. 때문에 탐사선은 NASA의 기존 장비들처럼 원자력 전지가 필수다. 태양 에너지양은 거리의 제곱에 반비례하므로 목성 부근의 태양빛 세기는 지구의 약 4%에 불과하다. 즉 탐사선이 태양 충전만으로 버티는 것은 한계가 있다.
실제로 NASA의 ‘큐리오시티’나 ‘퍼서비어런스’ 등 화성 탐사 장비는 물론 태양권 밖에 진입한 쌍둥이 탐사선 ‘보이저1·2호’는 원자력 전지로 플루토늄 238을 활용한다. 중국은 이 전지의 제조가 어렵고 엄청나게 비싸다는 점에서 대체 에너지원으로 우라늄 235를 고민 중이다.
중국은 오는 2030년 탐사선 발사를 계획 중이다. 목성 중력을 이용해 이르면 2036년, 늦어도 2040년에는 탐사선이 해왕성에 도달할 것으로 기대하고 있다. 중국은 NASA가 트리톤에 탐사선을 보내는 트라이던트(Trident) 미션을 구상하자 이에 대항해 이번 계획을 마련했다. 다만 NASA는 트라이던트를 포기하고 탐사 대상을 천왕성과 그 위성에 맞춘 ‘천왕성 궤도선 및 탐사정(Uranus orbiter and probe)’ 계획을 검토 중이다.
달 탐사를 둘러싸고 경쟁하는 미국과 중국이 천왕성과 해왕성에 관심을 갖는 이유는 조사할 가치가 있기 때문이다. 거대한 얼음 행성 해왕성의 최대 위성 트리톤은 모성의 자전에 역행해 공전하는 흔치 않은 역행위성이다. 트리톤은 조성이 명왕성과 비슷해 원래 해왕성 바깥쪽 카이퍼 벨트에서 형성된 것으로 여겨졌다.
CNSA는 “준행성인 트리톤이 해왕성 중력에 끌려 카이퍼 벨트에서 태양계로 진입했다는 가설을 이번 탐사로 입증할 수 있다”며 “해왕성의 궤도 역학 연구가 가능하다면 태양계가 어떻게 형성되고 진화해 생명의 탄생에 이르렀는지 알 수 있다”고 전했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
