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NEWS – 우주라이크 2호

2016년 5월 1일

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NEWS

마지막 기회를 얻은 우여곡절의 나로호, 언제 다시 발사할까

지난 10월 26일과 11월 29일, 마지막 3차 발사의 도전의 기회가 연거푸 무산되면서 나로호의 발사 예정일이 다시 연기되었습니다. 이번에 진행되었던 3차 발사과정에서 10월 26일에는 발사 직전 운용 과정에서 발사체와 발사대 사이의 어댑터 블록사이의 고무 실링에 문제가 발생해 발사가 연기되었고, 11월 29일에는 2단 로켓의 추적방향제어기용 전기모터 점프에 문제가 생겨 발사 16분여를 남겨놓고 중단되었습니다. 이후 교육과학기술부와 한국항공우주연구원은 12월 3일 나로호 3차 발사 관리 위원회를 열어 한 달 이상 충분한 시간을 가지면서 철저한 점검 후 발사를 재추진 할 것이라고 밝혔습니다. 다음 발사는 1월 중이 가장 유력하며 러시아의 우주 로켓 분야의 인테르팍스통신에 따르면 1월 26일로 잠정 예정되었다고 전했으나, 아직 공식적인 의견은 없는 것으로 확인되었습니다. 이번 발사 이후에는 성공하든 실패하든 한국형 발사체 사업으로 전환하여 발사체 개발을 계속할 것이라고 교과부는 밝혔습니다. 나로호의 마지막 도전, 많은 분들의 노력이 깃든 만큼 꼭 성공하길 바랍니다!

미국 화성 탐사선 큐리오시티 화성 표면 착륙 성공

미국의 화성 탐사선 큐리오시티(Curiosity)가 지난 8월 6일 오후 2시 23분에 성공적으로 화성의 게일분화구에 착륙했습니다. 미 항공우주국(NASA)은 이날 큐리오시티의 착륙 장면을 전 세계에 생중계했습니다. 큐리오시티는 이전의 화성탐사선보다 훨씬 더 정교한 장비를 장착하고 무게도 많이 나가기 때문에 이전의 탐사선을 에어백으로 포장하여 착륙하는 방식이 아닌 스카이크레인이라는 역추진 로켓 장치를 이용하여 착륙 속도를 낮추는 방식을 사용하였습니다. 큐리오시티의 임무는 착륙 장소 부근을 탐험하며 생명체 거주 가능성과 생명체 흔적의 보존 가능성의 가늠하는 것을 주요 목표로 하고 있습니다. 화성에 정말 생명체가 살 수 있을까에 대한 우리의 curiosity를 해결해줄 수 있는 curiosity가 되었으면 하는 바람입니다.

명왕성 다섯 번째 위성 발견

명왕성의 다섯 번째 위성이 허블우주망원경을 이용해 발견되었다고 미국항공우주국(NASA)와 유럽우주국(ESA) 과학자들이 현지 시간으로 7월 11일 발표해 학계가 주목하고 있습니다. 이번에 발견된 위성은 잠정적으로 ‘S/2012’ 또는 ‘P5’로 이름이 붙여졌으며 지름은 10~24km의 불규칙한 모양을 띄고 명왕성으로부터 약 9만 3000km 거리에서 공전하고 있습니다. 달과 지구사이의 거리가 약 39만km라는 것을 생각했을 때 이는 달과 지구사이의 거리의 8분의 1정도가 되는 거리입니다. 이번 위성의 발견을 통해 명왕성의 생성과정에 대한 단서와 2015년 명왕성에 도착할 예정인 탐사선 뉴호라이즌(New Horison) 호의 항해에 도움을 줄 것이라고 과학자들은 말했습니다. 조그마한 명왕성이 지구보다도 많은 위성을 가지고 있다니 신기해 하시는 분들도 계실텐데요, 명왕성 근처에는 카이퍼벨트라는 무수히 많은 암석과 얼음으로 이루어진 벨트가 존재해서 명왕성의 작은 인력에도 불구하고 위성으로 붙잡힐 천체들이 많이 있답니다.

3월 이후 한동안 뜸했던 태양 표면 폭발 또다시 발생

한국 전파연구원에 따르면, 7월 13일 오전 1시 30분, 한동안 뜸했던 태양표면 폭발이 또다시 발생했습니다. 태양표면 폭발의 강도는 작은 것부터 C, M, X등으로 분류를 하는데 이번 폭발의 강도는 중간급인 M7.7강도로 지자기 변화와 코로나 물질 방출을 동반했습니다. 태양포면 폭발은 강력한 경우 전파 통신 장애, 인공위성과 이주 상에 있는 전자기기 손상, 전력 시스템 손상까지 가져다 줄 수 있는 강력한 자연 재해현상입니다. 태양표면 폭발 당시 우리나라는 다행히 태양 반대편에 위치해 있었고 폭발의 후속영향이 없어서 태양표면 폭발로 인한 피해는 없었다고 합니다. 혹시 태양표면 폭발로 인한 피해가 있을까봐 두려워하시는 분들도 계실텐데요, 이러한 태양표면 폭발에 대한 예보를 알고 싶으신 분은 국립전파연구원 우주전파센터(http://www.spaceweather.go.kr/)로 접속해 보세요.

약 107억살 최고령나선 은하 발견되다

7월 18일자 네이처지에 따르면, UCLA의 천문학자들이 허블우주망원경을 이용해 빅뱅 후 약 30억년 후에 만들어진 지금까지 발견된 나선은하 중 가장 오래된 나선은하를 발견했다고 합니다. BX442로 명명된 이 은하는 세 개의 나선팔을 가지고 있는 나선은하인데요, 이 은하가 관측 되는 초기 우주에는 은하끼리의 충돌이 잦아 찌그러지고 불규칙한 모양을 갖는 은하들이 많았음에도 불구하고 나선팔 모양을 유지하고 있는 은하가 발견된 것은 이례적인 것이라고 합니다. BX442는 여러 은하와의 충돌을 통해 대형 은하가 되고 나서 회전하면서 나선구조를 가지게 된 것으로 생각됩니다. 이 은하의 연구를 통해 나선은하가 초기 우주에 어떻게 생성되었는지에 대한 연구에 도움을 줄 것으로 생각됩니다. 참고로 우리 은하도 우리의 이웃은하 안드로메다은하와 30억년 후에 충돌할 예정이라고 하네요!

큐리오시티 Curiosity

2016년 4월 30일

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올림픽에 묻힌 비운의 화성 탐사선

큐리오시티

17일간 전세계를 뜨겁게 달궜던 런던올림픽. 4년간 흘린 땅방울의 결실인 메달의 영광은 스포츠선수들에게만 있었던 것이 아니다.

NASA의 과학자들도 그들만의 금메달을 목에 걸었다. 지난 8월 6일 화성에 안전하게 착륙한 탐사선 큐리오시티가 그 주인공이다. 경기시간만 무려 8개월. 준비기간도 웬만한 운동 선수 못지 않게 길었다.

선수 스펙

이 선수는 인류가 다른 행성에 보냈던 로봇들 중 가장 거대한 몸집을 자랑한다. ‘그렇게나 멀리까지 가는 데 커봐야 얼마나 크겠어..’ 하고 손바닥 만한 작은 로봇을 생각했다면 오산! 키는 2m가 넘고, 몸무게는 무려 900kg에 달하는 거구의 선수이다. 탐사선이라고 하기에는 너무 큰 몸집 때문에 화성과학 ‘실험실'(Mats Science Laboratory)이 이 선수의 본명. 큰 몸집만큼 밥도 많이 먹어서 수명이 짧은 태양전지판 대신 영화 속 아이어맨처럼 방사성 원소를 이용한 자가발전기도 달고 있다. 특별한 고장만 없으면 반영구적으로 화성 탐사를 할 수 있을 만함 에너지를 가지고 간 셈이다. 어렸을적 공상과학영화에 나오던 화성인이 정말로 있는지 궁금해 이 종목에 뛰어들게 되었다고 한다.

양학선처럼 독자적인 기술

남자 도마에서 값진 금메달을 거머쥔 양학선 선수를 기억하는가. 도마 역사상 최고 난도인 7.4의 기술을 개발해 세계를 제패했다. 큐리오시티도 양학선 선수 못지않은 독자적인 기술로 화성에 착륙했다. 큐리오시티는 이전에 화성에 보내졌던 선배들보다 훨씬 무겁고 큰 몸집 때문에 새로운 착륙방식이 필요했다. 그래서 스카이크레인(sky crane)이라는 방식을 개발하게 되었다. 이는 탐사선을 긴 줄에 대롱대롱 매달고 연료를 아래쪽으로 분사시켜 속도를 줄인 후 착륙하는 방법이다. 연료도 적게 들면서 분사되는 연료에 탐사선이 다칠 염려도 없는 일석이조의 방법이다. 사실 방식이 어떻게 됐든 간에 화성에 탐사선을 착륙시키는 것은 상상 이상으로 어려운 일이다. 화성에 있는 탐사선과 신호를 주고받으려면 10-20분 정도의 시간이 소요되기 때문에 실시간 조종이 불가능해 정교하게 짜여진 시나리오대로 알아서 착륙하기를 기다리는 수밖에 없는데, NASA의 과학자들은 이를 바늘구멍으로 통과 해 착륙하는 것 같다고 비유했다. 수억km 떨어진 외딴곳에 소형차 한 대를 안전하게 보낸다고 생각하면 좀 와닿을지 모르겠다. 몇몇 과학자들은 착륙에 성공하고 눈물을 훔쳤다고 한다.

앞으로 도전할 종목

사실 이 선수는 착륙이 주종목이 아니다. 목표가 화성의 생명체를 찾는 것이기 때문에 그에 대한 훈련을 집중적으로 받았다. 착륙은 연습할 기회가 없어서 이번에 처음 해봤다나 뭐라나. 어쨌든 앞으로 도전할 종목들을 간략하게 소개하자면 다음과 같다.

1. 생명체, 혹은 생명체의 흔적을 조사

2. 화성에 생명체가 발생할 수 있는지 조사

3. 과거의 화성은 어떠했는가를 알기 위해 기후와 토양을 조사

4. 인간의 화성 여행 준비

어떤가. 탐사선의 규모만큼이나 거창하고 멋지지 않은가? 우주에 대한 인류의 가장 큰 의문 중 하나였던 ‘우리는 이 우주에서 유일한 생명체인가?’ 하는 물음에 가장 직접적인 도전을 하고 있는 셈이다. 어쩌면 이 로봇 하나가 그에 대한 아주 간단하고 명쾌한 해답을 제시해 줄지도 모르겠다.

네모난 천문학 # 제목학원이 필요해…

2016년 4월 28일

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천문대 찾아가기 : 대전시민천문대

2016년 4월 12일

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천문대 찾아가기 다섯 번째 이야기

지금까지는 서울근교의 천문대를 주로 소개해보았다면 이번에는 대전에 위치한 대전 시민 천문대를 방문해보자. 2001년 5월 개관한 우리나라 최초의 시민 천문대이기도 하다. 연중 내내 시민과 함께 하는 축제가 벌어져 ‘하늘 놀이터’라는 별칭으로 많은 사랑을 받고 있는 대전 시민 천문대만의 매력을 자세히 알아보기 위해 임상순 팀장님을 만나보았다.

천문대찾아가기1 — *대전시민천문대의 광학식 천체투영기 / 사진 제공 : 대전시민천문대*

대전 시민 천문대를 간략하게 소개해주실 수 있을까요?

천문대찾아가기3 — 주관측실의 254mm 굴절 망원경 / 사진 제공 : 대전시민천문대

저희 천문대는 국내 최초의 지자체 천문대로서 ‘제 1호 시민 천문대’라는 별칭을 달고 있습니다. 총 3층으로 이루어져 있으며 1층에 연구실과 플라네타리움, 도서관이 위치해 있고 2층에 전시실과 카페, 휴식공간들이 3층에는 주 관측실과 보조 관측실이 있습니다. 플라네타리움은 광학식 천체투영기로 최대 90명이 동시에 관람이 가능합니다. 이곳에서는 별 음악회와 같은 축제들이 열리기도 합니다. 2층 카페에서는 천문대에서 직접 내린 커피를 팔고 있는데 꽤 인기가 좋아서 커피를 마시기 위해 찾아오시는 분들도 계실 정도에요. 휴게실에서는 날씨가 좋지 않거나 행사 기간일 때 천문학 관련 영화나 다큐멘터리를 상영하고 있습니다.

저희 천문대의 주망원경은 254mm 굴절 망원경으로 만들어질 당시에는 국내에서 가장 큰 규모를 자랑하였습니다. 보조 관측실에는 280mm 반사굴절 1대, 254mm 반사굴절 1대, 140mm 트리플렛 ED 아포크로매트 2대, 102mm 더블렛 ED 아포크로매트 1대, 총 5대의 망원경와 쌍안경을 보유하고 있습니다.

저희 천문대는 인터넷 카페를 통해 시민 여러분과 많은 소통을 하고 있고 그와 함께 매주 색다른 이벤트와 행사를 진행하고 있습니다. 그로 인해 연간 방문자가 10만 명이 넘을 정도로 많은 사랑을 받고 있는 천문대입니다.

대전 시민 천문대만이 가지는 특별한 장점은 무엇이 있을까요?

무엇보다 천문대 안의 모든 시설이 항시 무료로 운영되고 있습니다. 언제든지 부담 없이 찾아오셔서 관람하실 수 있습니다. 두 번째는 도심 속에 위치하고 있다는 겁니다. 상대적으로 관측 환경이 좋지 않은 것은 단점이라고 생각할 수 있지만 오히려 이 때문에 많은 분들이 쉽게 찾아 올 수 있다는 장점을 가지게 됩니다. 자가용 또는 대중교통을 타고 오시는 분들도 있지만 걸어서 산책하다가 들리는 분들도 계실 정도로 접근성에서 아주 유리합니다. 이 뿐만 아니라 주변에 많은 박물관과 과학관들이 있어 낮에는 박물관과 과학관을, 밤에는 천문대를 이용하는 코스 형태로 즐길 수도 있습니다. 또 한 가지 자랑할 만한 것은 시민 여러분과 함께할 수 있는 다양한 축제와 프로그램들입니다.

어떤 행사들이 있는지 좀 더 자세히 알고 싶습니다.

우선 저희 천문대의 가장 대표적인 행사는 ‘별 축제’ 입니다. 매년 1회 실시하고 주로 하반기에 개최하고 있습니다. 가끔 5월 5일 어린이날이자 개관기념일 행사로 열리기도 합니다. 이 날은 관측뿐 아니라 각종 과학 체험, 음악회, 어린이 합창단 공연 등 다양한 이벤트들을 마련하고 있습니다. 기본적으로 일식 관측회, 정월대보름축제 같이 천문현상과 관련된 축제들은 그것이 일어나는 당일 천문대에서 항상 열린다고 보시면 됩니다. 그와 별개로 분기에 한 번 정도 1박2일 또는 당일 가까운 천문대나 과학관으로 관측여행을 떠나는 정기 관측회, 대전 시내에서 관측을 하는 시민 관측회 등 많은 관측회들을 진행하고 있습니다. 그리고 천문교실, 공작교실등 주말이나 방학을 이용해서 어린학생들을 위한 프로그램도 항상 열리고 있습니다.

특히 지금까지 850회를 넘기고 있는 별 음악회와 시 낭송회는 늦게 오시면 관람하기 어려울 정도로 큰 사랑을 받고 있는 대표적인 행사입니다. 두 행사 모두 플라네타리움 안에서 진행되며 별과 음악 그리고 시는 지친 몸과 마음을 풀어줄 최고의 조합이라고 생각합니다. 아름다운 별이 보이는 어둠속에서 음악과 시를 들으며 지금까지 느껴보지 못했던 감정들을 느낄 수 있을 겁니다. 그래서 그런지 오셨던 분들이 또 찾아오시는 경우가 많습니다. 이외에도 비정기적으로 열리는 행사들이 있는데요, 그 중 아스트로 갤러리는 천문대 벽에 미술작품들을 전시하는 행사로 이 기간에는 멋진 그림들도 함께 감상할 수 있습니다.

천문대찾아가기7 — 지금까지 850회를 넘기고 있는 별 음악회는시 대전시민천문대의 가장 대표적인 행사로 시민분들에게 많은 사랑을 받고 있다. 사진은 별음악회 700회 모습이다. / 사진 제공 : 대전시민천문대

정말 많은 행사들이 열리고 있는데요, 어떻게 해서 이 행사들이 열리게 됐나요?

문화예술과 천문우주과학 이 두 가지를 접목시켜서 공연을 하면 시민 여러분이 좋아하시지 않을까 하고 최초의 별 음악회를 열었는데 그 후로 반응이 너무 좋아서 지금까지 이어지고 있습니다. 시 낭송회의 경우는 별 음악회와 같은 맥락에서 만들어 졌다고 보시면 됩니다. 아스트로 갤러리 같은 비정기적인 행사의 경우에는 방문하신 시민 여러분의 의견을 받아서 만들어진 게 많습니다.

앞으로도 많은 의견 내주시면 새로운 행사가 또 탄생하지 않을까 싶습니다.

행사들의 일정과 참여할 수 있는 방법을 알려주세요.

매주 진행되는 문화 행사의 경우에는 주로 금, 토요일에 진행되며 토요일에는 토요 별 음악회가, 금요일에는 시 낭송회와 금요 별 음악회가 번갈아 가며 진행됩니다. 워낙 많은 분들이 참석하길 원하셔서 공연 주 수요일부터 대전 시민 천문대 홈페이지에서 예약을 받고 있습니다. 공연은 티켓을 예매하신 분들이 먼저 입장을 하고 빈 자리가 있는 경우에 현장에서 선착순으로 입장이 가능합니다. 정기 관측회는 분기마다 한 번씩, 시민 관측회는 연간 2~3번 정도 열리고 있습니다. 더 자세한 일정은 “별이 가득한 하늘놀이터” 라고 천문대 대표 카페가 있습니다. 그 곳에 들어가시면 연간 행사일정을 비롯해 매주 어떤 행사가 어떻게 진행되는지 알 수 있을 뿐만 아니라 각종 관측회와 천문교실을 신청하실 수 있습니다. 누구든지 참여하 실 수 있으니까요, 많이 찾아와 주셨으면 합니다.

대전 시내와 인접해 있는데 관측환경은 어떤가요?

천문대가 대전 시내 안에 자리 잡고 있기 때문에 보시는 것처럼 광공해가 심해 관측환경이 좋지만은 않습니다. 하지만 주요 관측대상인 행성, 성단 같은 경우에는 망원경으로 볼 때 큰 차이가 없습니다. 또한 별자리들도 육안으로 충분히 식별이 가능하기 때문에 일반 시민 여러분을 대상으로 한 관측에 문제되지 않습니다. 다만 광공해로 보이지 않는 천체들은 플라네타리움을 이용해 소개해 드리고 있습니다.

마지막으로 천문대를 찾아오시는 시민 여러분께 하고 싶은 말씀이 있으신가요?

때때로 찾아오시는 분들께서 날씨가 좋지 않아 관측을 못하고 돌아가시는 경우가 많습니다. 천문대를 방문하시기 전에 관측을 할 수 있는 날씨인지 꼭 확인하시거나 문의해주셨으면 좋겠습니다.

그리고 가족 단위로 오시는 경우가 많은데 자녀분과 함께 오시는 부모님께서는 천문대가 어떤 곳인지 조금이라도 미리 알려주시고 오시면 훨씬 알차게 관람하실 수 있을 것 같습니다.
저희 천문대가 천문관련 행사를 많이 열고 있으니 오시는 날 어떤 행사가 열리는지 천문대 카페나 홈페이지를 통해 알아보고 오시는 것도 즐길 수 있는 또 하나의 방법이 될 것 같습니다.

대전 시민 천문대

대전광역시 유성구 과학로 213-48 대전시민천문대

별이 가득한 하늘놀이터(대전 시민 천문대 공식카페)

http://cafe.daum.net/daejeonobservatory
대전시민천문대 홈페이지
http://star.metro.daejeon.kr/

TEL 042) 863-8763

태양계의 숨은 식구

2016년 3월 31일

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지난 2012년, 인터넷은 지구 종말에 대한 이슈로 떠들썩했다. ‘니비루’, 혹은 ‘행성 X’라는 외계의 천체가 태양계 바깥으로부터 날아와 지구를 멸망시킬 것이라는 주장이 있었기 때문이다. 그로부터 4년이 지난 현재, 이 주장은 그저 해프닝으로 기억되고 있지만 여전히 적지 않은 수의 사람들이 이 가상의 천체가 존재한다고 믿고 있다. 그런데, 태양계에 미지의 천체가 있다는 시나리오는 과거에도 이미 수십 년 전부터 천문학에서 진지한 주제로 다뤄지고 있었다는 사실을 알면 그 사람들도 놀라지 않을까?

1612년 갈릴레오가 기록한 목성의 스케치 왼쪽 위에 위치한 별이 해왕성이다. ⓒ. 갈릴레오의 기록

-음양 7행?

사실 태양계 외곽에 행성이 존재한다는 아이디어는 최근에 갑자기 생긴 것이 아니다. 천문학의 발전은 새로운 행성의 발견과 함께 이루어졌기 때문이다. 고대인들은 일찍이 별자리에 고정되지 않고 조금씩 움직이는 별들이 존재한다는 사실을 알고 있었다. 이 특이한 별들에게는 ‘행성(行星)’이라는 이름이 붙여졌다. 오랜 기간 동안 신화나 점성술에서 행성은 빼놓을 수 없는 요소였다. 그러나 1700년대까지 태양계에서 가장 바깥쪽에 있는 행성은 5번째 행성, 토성이었다. 천왕성과 해왕성은 너무 어두워서 맨눈으로는 볼 수 없었기 때문이다. 놀랍게도 해왕성의 ’첫 번째 관측‘은 1612년 천체 망원경을 최초로 발명한 갈릴레오에 의해 이루어졌다. 그의 관측 기록에는 당시 해왕성이 있어야 할 위치에 별 하나가 기록되어 있다. 이후에도 천왕성과 해왕성은 천문학자들의 성도에 몇 번 모습을 드러내지만 아무도 이것이 새로운 행성이라는 점을 눈치 채지는 못했다.

천왕성은 1781년 영국의 천문학자 윌리엄 허셜에 의해 우연히 발견되었다. 본격적으로 새로운 행성 찾기 경쟁에 불이 붙기 시작한 것은 천왕성의 움직임이 뉴턴의 중력 법칙으로 설명이 불가능했기 때문이다. 1846년, 프랑스의 수학자 위르뱅 르베리에는 천왕성 바깥에 알려지지 않은 행성이 존재해서 천왕성에 중력을 미치고 있는 것으로 보고 미지의 행성의 위치를 정밀하게 예측했다. 르베리에는 이 계산 결과를 독일의 천문학자 요한 갈레에게 보냈다. 갈레는 즉시 관측을 시작하고 하룻밤 만에 르베리에의 계산이 맞았다는 것을 확인했다. 예측된 위치와 거의 비슷한 곳에서 해왕성이 발견된 것이다.

그러나 해왕성의 발견으로 모든 문제가 해결된 것은 아니었다. 미국의 천문학자 퍼시벌 로웰은 천왕성의 비정상적인 궤도가 해왕성만으로는 완전히 설명되지 않는다는 주장을 펼쳤다. 해왕성 바깥에서 중력을 행사하는 9번째 행성에는 ’행성 X’라는 이름이 붙었다. 이후 1930년에 9번째 행성인 명왕성이 발견되었지만 정작 명왕성은 천왕성과 해왕성에 비해 너무 작은 크기를 가지고 있었다. 20세기 후반 정밀한 관측을 통해 천문학자들은 퍼시벌 로웰이 말했던 ‘행성 X’에 의한 섭동 현상이 실제로는 존재하지 않는다는 결론을 내렸다.

6500만년 전 멕시코 유카탄 반도에 떨어져 공룡을 멸망시켰을 것으로 추측되는 칙술룹 크레이터(검은 원)의 모습 ⓒ. USGS

– 2600만 년의 수수께끼

지구의 역사를 들춰 보면 여러 번의 ‘대량절멸’이 일어났다. 이전까지 지상이나 바닷속에서 번성하던 생물들이 갑자기 흔적도 없이 멸종되는 사건을 말한다. 6500만 년 전까지 지구를 지배하던 공룡들이 소행성이나 혜성으로 추측되는 천체의 충돌로 일거에 사라진 사건인 ‘K-T 멸종’이 유명하다.

지층에 남겨진 2억5천만 년 간의 대량절멸의 역사를 추적하던 지질학자들은 흥미로운 사실을 발견했다. 약 2600만년의 주기를 가지고 대량절멸 사건이 반복되고 있었던 것이다. 우연의 일치라고 보기에는 너무 딱 맞아 떨어지는 주기성을 설명할 해답은 지구상에서는 찾을 수 없었다. 실마리는 우주 저 너머에 있었다. 태양계에 아직까지 발견되지 않은 천체, 혹은 ‘행성 X’가 존재해서 2600만 년의 주기로 긴 타원 궤도를 돌고 있기 때문이 아닐까?

-재앙의 별

이 천체가 심하게 찌그러진 타원 궤도를 돌아 2600만 년마다 태양계에 가까워지고 멀어지기를 반복하고 있다면 수수께끼에 대한 해답을 제시할 수 있게 된다. 태양계 외곽에는 ‘오르트의 구름’이라는 혜성들의 집합소가 있기 때문이다. 이 영역에 중력이 강한 천체가 들어오게 되면 혜성들의 궤도를 교란시켜 많은 혜성들이 소나기처럼 태양계로 쏟아져 내리게 되고 이중 일부가 지구와 충돌하게 될 것이다. 이후 일어난 급격한 기후 변화는 당시 생물종의 대량절멸을 초래하게 된다. 말 그대로 우주 바깥에서 날아오는 재앙, ‘천벌’인 셈이다. 이러한 의미에 따라 ‘네메시스’라 이름 붙여진 이 가상의 천체가 시나리오대로 혜성 소나기를 일으키려면 상당한 질량을 가지고 있어야 했다. 하지만 네메시스가 목성보다도 훨씬 거대한 항성급의 천체라면 그만큼 밝게 빛나고 있어야 하기 때문에 여태까지 발견되지 않은 점을 설명할 수 없게 된다. 결국 타협점으로 천문학자들은 네메시스가 매우 작고 어두운 별인 적색 왜성이거나, 별이 되지 못한 가스 덩어리인 갈색 왜성일 것이라는 추측을 제기했다. 적색 왜성과 갈색 왜성 모두 우리 은하에서 매우 흔한 천체지만 다른 별들에 비해 매우 어두워서 발견이 어렵기 때문이다.

네메시스 가설이 제기된 지 약 15년이 지난 후인 1999년, 태양계 내의 또 다른 천체의 존재를 암시하는 듯한 새로운 증거가 발견되었다. 멀리 떨어진 오르트 구름으로부터 태양계로 진입하는 혜성들의 궤도가 우연히도 행성들이 도는 궤도와 비슷한 방향으로 기울어져 있었기 때문인데, 태양의 자전이나 행성들의 공전만으로 이렇게 멀리 떨어진 혜성들에까지 영향을 미치는 것은 불가능했다. 목성~갈색 왜성 정도의 크기를 가진 천체가 태양계 외곽에 있다면 근방을 지나는 혜성들의 궤도를 정렬시키는 것이 가능하다는 것이다. 이 가상의 천체는 ‘티케’라는 이름을 얻게 되었다.

태양의 우리 은하 내 운동 ⓒ. Diagram by Nature, Milky Way impression by C. Carreau-ESA

-범인은 시커먼 녀석들?

대량절멸의 원인을 네메시스가 아닌 다른 곳에서 찾는 가설도 등장했다. 태양은 우리 은하 중심을 원에 가까운 궤도로 공전하고 있지만 그림 3과 같이 수직 방향으로도 진동 운동을 하고 있는데, 이에 따르면 태양은 주기적으로 우리 은하의 원반을 수직으로 통과하게 된다. 은하면 통과 사이의 시간 간격은 약 3000만 년으로 앞의 2600만 년 주기와 어느 정도 맞아 떨어졌던 것. 하지만 대체 우리 은하 원반에 무엇이 있기에 지구 생물들을 대거 멸종시킨 것일까?

우리 은하 원반에는 직접 관측이 불가능하지만 질량은 가지고 있는 ‘암흑물질’들이 많이 분포해 있다. 이름에 걸맞게 이들의 정체에 대해서는 아직까지 그 의견이 분분한데, 과학자들은 암흑물질들이 별을 이루는 일반적인 물질과는 중력 외의 상호 작용을 일체 하지 않는 제 3세계의 입자들로 구성되어 있다고 추측하고 있다. 태양이 암흑 물질로 이루어진 구름 속으로 진입하게 되면 태양계 내 중력에 이상이 생겨 오르트 구름에 위치한 혜성들의 궤도를 흐트러트릴 수 있다. 네메시스의 경우와 마찬가지로 혜성 소나기가 발생할 수 있다는 것이다.

-여전히 진행 중

미국항공우주국(NASA)에서는 2009년 WISE(Wide-field Infrared Survey Explorer) 위성을 발사했다. 이 위성은 넓은 시야의 적외선 카메라로 전 하늘의 지도를 만드는데 착수했다. 행성이나 갈색 왜성, 적색 왜성은 모두 이 적외선을 많이 발산하기 때문에 태양계 바깥의 천체를 찾는 데는 더없이 좋은 기회였다. 하지만 결과는 만족스럽지 못했다. WISE 위성은 태양으로부터 수십 광년 떨어진 있는 갈색 왜성, 떠돌이 행성들을 발견했지만 정작 네메시스나 티케에 해당하는 천체의 흔적은 찾지 못했기 때문이다.

WISE 위성의 관측 결과를 통해 적색 왜성으로서의 네메시스는 존재하지 않을 가능성이 높아졌지만 그보다 작은 갈색 왜성으로서의 네메시스, 티케의 존재 가능성은 여전히 열려 있다. 태양계 외곽에서 언젠가 태양의 쌍둥이 동생을 발견하게 될 날을 기대해보자.

Trick or Treat! : 장난꾸러기 태양

2016년 3월 31일

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어느 가을 한 때, 방구석에서 연구에 몰두하는 천문학자의 집에 낯선 초인종 소리가 들렸습니다. 문을 열어보니 귀신 분장을 한 꼬마 친구들이 무서운 목소리로, “Trick or Treat!!”을 외치며 조그마한 해골 모양의 바구니를 내밀었습니다. 어리둥절한 천문학자는 달력을 확인하더니 환하게 웃으며 부엌 찻장에서 달콤한 사탕과 초콜릿을 꺼내 바구니에 가득 담아 주었습니다. 오늘은 바로 10월 31일, 해괴한 분장을 하며 짓궂은 장난을 치는 ‘Halloween Day(할로윈데이)’입니다. 원래는 미국의 축제지만 최근엔 전 세계적으로 이를 즐기는 사람들을 종종 만날 수 있습니다. 천문학자는 책상으로 돌아와 잠시 생각에 잠기더니 피식하고 웃었습니다. 아마 우리가 매일 만나는 장난꾸러기 태양이 생각났던 모양입니다.

평소 사랑하는 연인이나 친구의 귀에 야릇한 바람을 ‘후~!’하며 불어넣는 장난을 칩니다. 그때마다 몸을 움츠리며 격한 반응을 보이는 모습을 볼 수 있습니다. 태양은 이런 장난을 지구에게 종종 하고 있습니다. 지구도 지지 않으려고 보호막을 칩니다. 하지만 이런 악취미를 가진 태양은 지구의 보호막마저 뚫어버립니다. 지금으로부터 12년 전, 태양은 할로윈축제에 맞춰 또 한 번 일을 저질렀습니다. 어떻게 장난을 쳤고 지구는 어떤 격한 반응을 보였는지 한 번 알아보겠습니다.

– 태양의 강력한 입김 –

태양은 (자석과 마찬가지로) 자기장을 가지고 있습니다. 태양의 자기장은 우리 태양계에 속해있는 행성들 사이사이의 빈 공간을 모두 채우고 있습니다. 태양으로부터 나오는 자기장을 따라 바람이 부는데, 이것을 태양풍이라고 합니다. 태양풍은 단순한 바람이 아닌 X-선, 전파 등 다양한 파장의 전자기파와 자기장, 고 에너지 입자들로 이루어져 있습니다. 이 태양풍은 지구와 태양사이 거리(=1AU)1)의 100배에 이르는 곳까지 도달합니다. 이 정도 입김이면 지구에게 장난치고도 충분히 남을 정도입니다.

– 태양의 질풍노도 사춘기 –

태양이 항상 돌풍처럼 강력한 입김을 부는 것은 아닙니다. 태양풍의 세기는 태양의 활동이 얼마나 활발한가에 따라 달라는데, 이 활동성은 태양표면에 나타나는 흑점의 수로 알 수 있습니다. 사춘기 시절, 우리 몸 속의 호르몬이 왕성할 때 얼굴에 여드름이 생기는 것과 똑같습니다. 흑점의 수를 세어 그 변화를 살펴보면 태양은 약 9~11.5년을 주기로 활동하고 있는 것을 알 수 있습니다. 활동이 왕성해진 기간을 극대기라하고 쇠퇴한 기간을 극소기라고 합니다. 2013년 태양은 극대기에 이르렀고 현재는 활동이 잠잠해져 태양풍의 세기도 약해지고 있습니다.

– 무시무시한 폭발, 코로나 질량 방출 –

태양이 활발하게 움직일 때 흑점 부근에서는 종종 폭발이 일어나 태양풍을 더욱 강하게 하는 역할을 합니다. 이것이 코로나 질량 방출(CME, Coronal Mass Ejection)입니다. 태양 활동이 극대기에 있을 땐 흑점의 수가 많아지며 그 크기 또한 큰 경우가 많습니다. 흑점은 표면에 비해 온도가 낮아 까맣게 보이지만 강한 자기장을 띠고 있습니다. 흑점에 갇혀있던 자기장이 외부의 압력을 받으면 폭발을 일으켜 고에너지입자들을 방출시킵니다. 아직 정확한 원인은 밝혀지지 않았지만 아마 태양도 자기 얼굴에 있는 흑점이 보기 싫어서 여드름 짜듯이 눌러 없애려고 하는 것 같습니다. 코로나 질량 방출이 발생하면 폭탄이 터지듯 ‘펑~!’하고 뿜어져 나가는 것을 확인할 수 있습니다. 이때의 태양풍은 지구의 자기권을 움츠리게 만들만큼 아주 강력한 입김이 되어 우리가 사는 지구로 날아옵니다.

– 우리의 방패, 지구 자기장 –

우리가 살고 있는 지구도 북극이 S극, 남극이 N극을 띠고 있는 자석입니다. 따라서 지구는 그 주변을 따라 남극에서부터 북극으로 흐르는 자기장을 가지고 있으며, 이 자기장이 차지하는 공간을 지자기권이라고 합니다. 바로 이 자기장이 태양풍으로부터 지구를 보호해주는 방패 역할을 해주고 있습니다. 돌풍처럼 강력한 태양의 입김이 불면, 우리가 돌풍 때문에 몸을 웅크리듯 지구의 자기권은 한없이 약해지고 맙니다. 이때 고 궤도에 위치한 정지위성은 작아지는 방패 앞으로 밀려나와 바람 앞에 등불이 되고 맙니다. 이때 정지위성은 회피기동을 하여 피해를 최소화합니다. 하지만 지구는 태양의 입김 속 고에너지입자들을 피하지 못합니다. 이때 우리가 받게 될 피해는 상상만으로도 무섭습니다.

– 오로라가 보인다면 비상!? –

2003년 10월 30일 할로윈축제가 한창이던 때 장난꾸러기 태양이 지구를 향해 강력한 입김을 불어 우리의 보호막이 뚫리고 말았습니다. 고에너지입자가 지구 자기권 내로 진입하면 유도 전류가 생성되어 송전선을 타고 흐르면서 원래 흘러야할 전류를 방해합니다. 이 경우 대규모 정전과 전력 시스템 파괴를 불러일으킵니다. 실제로 스웨덴에서는 대규모 정전 사태가 약 1시간 동안 진행됐습니다. 또 날아오는 전자파에 의한 전파방해로 무선통신 장애가 발생했고 아리랑 1호와 과학기술위성 1호의 임무중단사태가 발생했습니다. 이처럼 정말 우리를 으스스하게 만든 사건도 발생했지만 신비로운 느낌을 자아내는 오로라가 축제 분위기에 맞춰 미국 전역과 유럽, 심지어는 우리나라에서도 관측되었습니다.(한반도에출현한 오로라 Wouldyoulike.org 참조)

2003년 10월 30일 새벽 2~4시 사이에 경북 영천에 위치한 보현한 천문대에서 관측한 오로라 ⓒ. 한국해양과학기술원

할로윈 축제에선 호박의 속을 파내서 ‘잭-오-랜턴(Jack-o’-lantern)’을 만듭니다. 잭-오-랜턴은 옛날 잭이라는 사람으로부터 유래되었는데, 그는 항상 남을 괴롭히기 좋아하는 성격으로 심지어 악마에게도 장난을 쳤다고 합니다. 그래서 잭은 천국도, 지옥도 가지 못하고 현세에 방황하게 되었는데, 이때 잭이 추워서 만든 것이 바로 이 잭-오-랜턴입니다. 어쩌면 이후 잭은 따뜻한 태양으로 가지 않았을까, 그래서 태양에 살고 있는 잭이 지구를 향해 매번 입김을 불며 장난을 치는 것이 아닐까 상상해봅니다.

1)AU(=Astronomical Unit) : 태양과 지구간의 평균거리 약1.496×10^8km = 1AU

참고 자료

안병호 (2009). 태양-지구계 우주환경, 시그마프레스

국가기상위성센터(nmsc.kma.go.kr)

한국해양과학기술원(www.kiost.ac)

밤하늘에 숨겨진 우리 역사

2016년 3월 30일

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우리나라 천문학의 역사

‘밤하늘을 올려다보는 건 곧 과거를 보는 것이다.’ 라는 문구는 천문학을 조금이라도 접해본 사람이라면 누구나 한 번쯤 들어 보았을 것입니다. 그 이유는 빛의 속도가 우주에 크기에 비하여 한없이 느리기 때문이지요. 지구에서 가장 가까운 항성인 태양까지 빛의 속도로 가더라도 8.3분의 시간이 걸리고, 태양계에서 가장 가까운 별까지는 4.22년이나 걸립니다. 이처럼 우리에게서 멀리 떨어진 곳일수록 지구까지 빛이 도달하는데 오랜 시간이 걸리고, 우린 그만큼 먼 과거를 볼 수 있습니다. 매우 멀리 있는 은하의 경우 수십억 년 전의 과거의 모습을 보여주기도 합니다.

천문학은 유사(有史) 이래 기록되어 온 가장 오래된 학문 중 하나입니다. 고대의 천문학은 시간을 측정하거나 계절의 순환 주기를 예측하기 위해 사용되었습니다. 고대 이집트에서는 큰개자리의 가장 밝은 별인 시리우스를 보고 나일 강이 범람하는 시기를 미리 예측하였고, 영국에 있는 스톤헨지 역시 천문학과 연관된 중요한 유적입니다. 한국 천문학의 역사 또한 우리의 역사와 함께 해왔습니다.

하늘의 자손이라는 의미를 가진 단어 ‘천손’은 우리민족을 뜻합니다. 그만큼 우리나라 사람들의 하늘에 대한 관심은 단군이 고조선을 개국한 이후 반만년의 역사동안 지속되어 왔습니다. 동양 최초의 천문관측시설인 첨성대와 천구1)의 운동을 정밀하게 예측하는 혼천의를 비롯한 여러 유물들이 이를 입증해줍니다. 특히 조선 태조 4년에 제작된 천상열차분야지도는 우리나라에서 관측 가능한 모든 별자리의 위치와 황도2), 백도, 은하수가 모두 표현되어 있을 정도로 정밀한 수준의 전천도입니다. 이외에도 우리나라는 과거부터 천문현상을 상세하게 기록해 왔습니다. 혜성의 등장이나 오로라의 관측, 낮에 관측된 금성의 시기와 위치도 자세히 기록되어 있습니다. 심지어 태양에 있는 흑점의 개수와 변화까지 기록한 걸 보면 얼마나 우리민족이 천문현상에 많은 관심을 가지고 있었는지 간접적으로 알 수 있습니다. 동양에서 세상을 구성하는 원소에 관하여 설명하고 있는 음양오행설 또한 태양과 달 그리고 5개의 행성을 기본으로 하고 있습니다.

이렇듯 우리민족은 천문학에 지대한 관심을 가지고 있었고, 그만큼 우리나라 고천문학을 구성하고 있는 별자리는 매우 체계적입니다. 이번에는 황도 12궁을 중심으로 배열된 서양의 천구가 아닌 만 원 지폐 뒷면 에도 그려져 있는 3원 28수로 이루어진 우리나라의 천구에 관하여 이야기 해보려 합니다.

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3원

3원은 우리나라에서 관측 가능한 모든 하늘을 3개의 구역으로 나눈 3개의 큰 원을 말합니다. 천구의 북극을 중심으로 가까운 부분과 그 외의 영역으로 나누는 3개의 원으로 나누었을 때 가장 가까운 위치에 있는 원의 이름은 자미원입니다. 자미원은 우리나라 고천문학에서 하늘의 중심이 되는 별자리들이 있는 곳입니다. 대표적인 별자리로는 큰곰자리를 구성하고 있는 북두칠성이 있습니다. 자미원보다 바깥 부분에 위치한 영역을 나누는 원은 태미원입니다. 태미원은 현대 천문학에서 사용하고 있는 천구의 적도3)와 같은 위치에 있는 원입니다. 태미원은 천상열차분야지도에서 황도와 만나는 유일한 원입니다. 황도와 태미원이 만나는 지점에 태양이 위치한 절기가 춘분과 추분이 되는 시기입니다. 그리고 나머지 하나는 위도가 보다 작은 부분을 나누는 천시원이 위치하고 있습니다. 우리나라의 3원의 구성에서 가장 놀라운 점은 각각의 원과 원사이의 각도가 놀라울 정도로 정교하게 나누어져 있다는 것입니다. 자미원의 위도는 가 되는 위치에 있습니다. 이는 은하수 은경의 가장 높은 위도와 거의 일치한 지점에 있습니다. 우리나라의 천구가 구성될 때 이미 각도를 측정하는 측량기술이 상당한 수준이었다는 것을 말해 줍니다.

28수

다음은 우리나라의 천구를 구성하는 28개의 영역인 28수에 관하여 이야기하려 합니다. 28수는 우리나라 신화에 나오는 사방신 현무, 백호, 청룡, 주작을 이루고 있는 영역에 있습니다. 각각의 영수들은 7개의 수를 포함하고 있습니다. 또한 각각의 영수들은 동, 서, 남, 북의 방위를 맡아 다스리는 역할을 합니다. 이렇게 사방신의 별자리는 방위뿐만 아니라 각각 4계절을 의미하기도 합니다. 현재 사용하고 있는 계절별 별자리가 아니라 그 계절에 태양이 위치한 별자리가 그 계절을 대표합니다. 즉, 황도 12궁에서 별자리 운세를 알아보기 위해 태어난 날짜를 구분하는 방식과 같은 방식으로 이루어져 있습니다. 따라서 여름을 대표하는 주작의 경우 동짓날 자정 남쪽하늘에서 관측이 가능합니다. 이와 같이 현무는 겨울, 백호와 청룡은 각각 가을과 봄을 의미합니다. 우리 조상들은 태양에 의해 관측이 불가능했음에도 불구하고, 정확한 천구에 대한 관찰이 있었기에 태양에 가려진 위치에 있는 별자리를 알 수 있었던 것입니다.

28수는 3원보다 더욱 정밀한 관측과 측정에 의해 정해진 이름입니다. 사실 각각의 수의 이름은 그 수에 포함되어 있는 별자리의 이름입니다. 이 별자리는 모두 황도와 겹쳐지는 위치에 있습니다. 즉 서양의 황도 12궁보다 더욱 세분화된 각도로 태양의 위치를 표현하는 것이 가능했다는 것을 의미하지요. 이는 그만큼 시기별로 태양의 적위4)와 적경5) 값을 정확히 알고 있었다는 것을 의미합니다. 각 수는 평균적으로 정도의 각도로 나뉘어져 있습니다. 즉 태양이 각 수를 통과하는데 13일 정도가 소요된다는 것이고, 이 날짜는 달이 공전하는데 걸리는 시간측정 방식중 하나인 항성월의 절반에 해당하는 날짜 입니다. 태양이 2개의 수를 통과하는 시간과 달이 같은 적경 상으로 돌아오는데 걸리는 시간이 같았다는 이야기입니다.

천문학에서 문화재의 중요성

조선시대 3대 풍속화가 중 한명인 신윤복의 ‘월화정인’이라는 그림을 보면 달이 그려져 있는 것을 볼 수 있습니다. 달의 모양을 보면 초승달이 그려져 있습니다. 하지만 조금만 생각해 보면 초승달은 초저녁 서쪽하늘에서 태양근처에 밝게 빛나야 하지만 그림을 보면 그렇지 않다는 것을 알 수 있습니다. 그믐달이라고 가정하더라도 같은 모순에 빠지죠. 그렇다면 달이 그림과 같은 모양을 갖기 위해서는 이때 월식이 일어났어야만 설명할 수 있습니다. 이로써 이 그림이 그려진 시기를 추정할 수 있습니다. 바로 신윤복의 생애에서 부분월식이 일어났던 1793년 8월 21일 입니다. 만약 우리가 이 그림이 그려진 시기를 알고 있었다면 이를 통해 월식이 일어난 시기를 추정할 수 있었을 테지요.

우리나라 문화재인 첨성대는 동양에서 가장 오래된 천문관측시설이고, 혼천의와 앙부일구, 일성정시의, 간평일구와 같은 문화재는 천문현상을 이용하여 시간을 측정하고, 천구를 이해하고자 했던 선조들의 지혜가 담겨있습니다. 삼국사기와 고려사기에 기록된 천문현상은 7000건이 넘습니다. 그만큼 우리나라는 예로부터 천문현상에 큰 관심을 가지고 있었으며, 이를 기록하고 예측하는 기술 또한 우수했다는 것을 의미하지요. 지금 우리가 보고 있는 밤하늘에는 과거 우리 조상들의 관심과 우리나라 천문학의 역사가 담겨있습니다. 우리나라 고천문학을 연구하는 것은 우리의 조상들이 남긴 관측 기록을 활용한다는 것이고, 이것은 우리가 활용할 수 있는 관측 자료가 과거 반만년이라는 어마어마한 시간동한 축적된 방대한 자료가 될 수 있다는 것을 의미합니다. 이 자료를 활용하기 위해서는 조상들이 사용했던 천구의 측정방식을 배우는 것이 매우 중요한 과제로 남아있습니다. 조상들이 남겨주신 소중한 자료들을 유물이라 치부하고 방치하는 것은 우리의 역사를 방치하는 것과 다른 것이 없습니다. 우리나라의 역사가 담긴 고천문학에 조금이라도 관심을 가져보는 것이 어떨까요?

1) 천구 : 지구에서 봤을 때 별들이 박혀있다고 생각하는 지구를 중심으로 하는 가상의 구
2) 황도 : 천구 상에서 태양이 움직이는 길
3) 천구의 적도 : 지구의 적도를 천구로 확장한 것
4) 적위 : 천구의 적도에서 수직으로 돌아간 각도
5) 적경 : 황도와 천구의 적도가 만나는 두 점중 하나인 춘분점에서 동쪽으로 돌아간 각도

참고 자료

하늘을 품은 소년소녀들(2013).

고천문학 이야기. 라온북. pp.121~179

SPACE FOOD,

2016년 3월 23일

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우주식량의 역사와 현재

ⓒ. https://www.youtube.com/watch?v=4exaXdPKS3Y

예로부터 인간은 생존을 위해 음식을 먹어 왔다. 그리고 ‘불’과 ‘굽기’라는 조리법이 개발된 이래 수많은 음식 조리법이 탄생했고, 덕분에 셀 수 없이 많은 종류의 음식들이 넘쳐나고 있다. 이제는 우리가 맛있는 음식을 먹는 것뿐만 아니라 보는 것에도 열광하는 만큼 음식은 우리에게 행복감을 가져다준다. 1961년 유리가가린의 1시간48분간의 우주비행에 성공하면서 인류는 단 한 번도 가보지 못한 새로운 영역에 발을 내딛었다. 그러나 기쁨과 설렘도 잠시, 우주비행시간이 점차 늘어나자 다시 우리는 최소한의 영양을 공급받기 위해 우주라는 극한 환경에서도 음식을 먹어야 할 필요성이 생겼다. 다행히 다양한 조리법을 개발한 결과 안정적으로 공급할 수 있는 식량을 만들 수 있게 되었다. 이제는 단순히 우주인의 생존이 아닌 혀의 즐거움을 고려하여 맛있고 건강한 식단이 만들어지고 있으며, 심지어 우주에서 간단한 요리나 농사도 가능해졌다.

우주식량의 역사

1961년부터 1963년까지의 머큐리 프로젝트(Mercury Project) 같은 우주개발 초기에는 치약과 같은 모습의 알루미늄 튜브에 반 액체 상태 수프나 한 입 크기의 큐브, 냉동 건조된 가루 형태의 음식들만 먹을 수 있었는데, 굉장히 맛이 없었다. 우리가 흔히 상상하는 튜브 형태의 우주식량은 거의 대부분 이 때 개발된 것이다. 이후 1961년부터 1966년까지 달 착륙을 위해 진행한 프로젝트인 제미니 미션(Gemini Mission)에 이르러 젤라틴으로 코팅된 한 입 크기의 큐브나 특수 플라스틱 용기에 포장이 되었고, 메뉴도 새우칵테일, 치킨, 야채, 버터 스코치 푸딩, 사과소스 등을 선택할 수 있을 만큼 발전되었다. 하지만 젤라틴 코팅은 입천장에 들러붙기 일쑤였고, 기름이 굉장히 많아 지방변증1)이 나타나기도 했다. 또, 맛도 지구에서의 음식에 비하면 형편없었다고 한다. 1969년부터 1972년, 처음으로 달에 발을 딛게 된 아폴로 프로그램(Apollo Program)에서는 따뜻한 물을 사용할 수 있게 되어 냉동 건조된 음식을 쉽게 복원할 수 있게 되었고, 맛과 종류가 크게 증가하였다. 또한 플라스틱 용기에 담긴 음식을 최초로 숟가락을 이용해 먹을 수 있게 되었다. 이 시기에는 철저하게 육류위주의 식사를 제공했는데, 아폴로 프로그램에서 비행시간이 비약적으로 증가한 탓이다. 소화율이 거의 100%까지 이르는 육류에 비해 브로콜리나 양배추, 콩에 들어있는 다량의 식이섬유는 한 벌밖에 없는 우주복을 벗지도 못하고 며칠이나 비행하는 비행사들에게 ‘활발한 배변활동’이라는 매우 불쾌하고 곤란한 문제를 일으켰기 때문이다. 국제우주정거장(International Space Station, 이하 ISS) 시대가 시작되고 큰 식당과 테이블을 사용할 수 있게 되자, 발걸이에 발을 걸고 고정된 자세에서 숟가락, 포크, 나이프를 이용해 식사를 할 수 있게 되었다. 우주인을 위한 화장실이 생김에 따라 음식 종류의 제약이 거의 사라지게 되면서 메뉴도 수십여 가지 이상으로 증가했고 냉동/냉장이 가능해져 이전과는 다르게 따로 조리를 하지 않아도 식사를 할 수 있게 되었다. 또 우주식량의 제조공법이 매우 간단해져 가격이 싸지고, 심지어는 지구상의 일반인들도 어렵지 않게 우주식량을 구매 할 수 있게 되었다.

인터넷에서 구매할 수 있는 우주식량 아이스크림, 식감은 약간 마시멜로에 가깝다고 한다.http://www.superfuntimegifts.com/products/astronaut-ice-cream 에서 구매가능 ⓒ. http://www.superfuntimegifts.com/products/astronaut-ice-cream — 인터넷에서 구매할 수 있는 우주식량 아이스크림, 식감은 약간 마시멜로에 가깝다고 한다.http://www.superfuntimegifts.com/products/astronaut-ice-cream 에서 구매가능
ⓒ. http://www.superfuntimegifts.com/products/astronaut-ice-cream

우주에서의 조리법

우주식량은 대부분 냉동 건조되어 보관기간을 비약적으로 늘린 것이 특징이여서 음식을 먹을 때에는 컵라면처럼 포장지 한쪽에 따뜻한 물을 넣어 잘 주물러서 복원시켜 먹는다. 하지만 모든 음식을 이렇게 먹지는 않는다. 심지어 다른 방법으로 음식을 만들어 먹기도 한다. ISS에는 중력이 없어 조리법은 극히 제한적이기 때문에 요리는 보통 서로 다른 음식을 조합하거나 본부에서 보내준 따로 멸균 포장된 음식을 조립(?)해서 만드는데, 2010년 2월 Soichi Noguchi 라는 일본인 우주비행사가 마른 김에 밥을 말아 김밥2)을 만들어 먹는 것을 인터넷으로 생중계해 최초의 우주 초밥 요리사로 활약하기도 했다.3)

최초의 우주초밥 요리사 Soichi Noguchi (우리가 매일 먹는 김밥이랑 다를 것은 없어 보인다. ⓒ. https://www.emaze.com/@AOQOFZTF/Space-Food — 최초의 우주초밥 요리사 Soichi Noguchi (우리가 매일 먹는 김밥이랑 다를 것은 없어 보인다.
ⓒ. https://www.emaze.com/@AOQOFZTF/Space-Food

2015년 6월에는 이탈리아 여성 우주비행사인 Crsamantha Cristoretti가 토르티아를 만들어 먹는 영상이 올라오기도 했는데, 둥둥 떠다니는 음식이나 식기를 일일이 잡고, 벨크로(일명 찍찍이)로 식탁에 고정 시키는 모습이 참 인상적이다. 완성된 토르티아를 보면 한 번 먹어보고 싶다는 생각이 들 정도이다.4) 심지어 우주공간에서 가열도 가능하다. 대신 우주에서는 불을 이용해 가열하는 것이 아니라 방사선으로 음식을 데우는데, 여러 이유가 있지만 가장 중요한 이유는 멸균이다. 우주공간에서는 같은 균이라도 돌연변이가 나타날 확률이 매우 높으며, 이에 감염되면 치료법이 알려지지 않은 만큼 우주인들은 균에 대해 굉장히 민감하다. 그렇기 때문에 방사선을 이용해 만에 하나라도 남아있을 세균을 없애 버리는데, 작년 추수감사절에 ISS에 특식으로 제공된 칠면조도 멸균 처리가 되어 제공된 후 다시 가열되어 따뜻하고 맛있게 먹을 수 있었다.

맛있는 음식을 먹은 뒤에는 후식으로 커피 한 잔의 여유까지 즐길 수 있다. 이탈리아의 커피제조업체 라바짜와 우주식량 제조업체인 아르고텍이 개발한 ‘ISS프레소’ (아이에스에스프레소)라는 커피머신은 무중력 상태에서 작동되며, 커피의 증기가 밖으로 배출되어 기계를 부식시키는 일이 없도록 안으로 흡수하는 구조이다. 추출된 커피는 공중에 떠다니지 않게 비닐 팩으로 포장되어 추출된다. 이 커피머신을 이용해 우주인들은 맛있는 원두커피를 마음껏 즐길 수 있게 되었다.

우주에서의 농사

최근에 ISS에서 상추 재배에 성공했다. 현재의 기술로 보존기간이 가장 긴 우주식량도 3년 이내이기 때문에 그 이상의 비행을 위해서는 우주선에서 직접 식량을 재배해야 한다. 상추는 식물 중 생장기간이 매우 짧고 쉽게 재배할 수 있기 때문에 선정되었고, 재배 방식은 배지를 이용한 수경재배이다. 우주공간에서는 중력이 없어 식물 뿌리가 사방으로 뻗어나간다. 이를 방지하기 위해 배지라는 인공 배양기의 한쪽 면에 토양을 대신할 스펀지를 깔고, 스펀지를 촉촉하게 유지시켜주며 3원색5)의 광원을 비춰주어 광합성을 유도한다.

ISS에서 재배되는 상추 아래에는 젖은 스펀지가 깔려있다. ⓒ http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2015/08/astronautas-da-iss-comem-pela-primeira-vez-alface-cultivada-no-espaco.html — ISS에서 재배되는 상추 아래에는 젖은 스펀지가 깔려있다.
ⓒ. http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2015/08/astronautas-da-iss-comem-pela-primeira-vez-alface-cultivada-no-espaco.html

이렇게 재배된 상추는 급속 냉동 – 건조 과정을 거친 후 지구로 내려 보내져서 여러 가지 검사로부터 적합 판정을 받았다. 이제 우주인들은 ISS 내에서 상추를 먹을 수 있게 되었다. 그러나 상추가 모든 영양소를 공급해 줄 수는 없기 때문에 점차 생장기간이 길고 식물성 단백질과 지방을 공급할 수 있는 당근과 감자부터 땅콩이나 견과류에 이르기까지 다양한 작물의 재배를 시도하게 될 것이다. 사실상 미래의 우주식량인 셈이다. 이렇게 연구한 데이터와 기술은 지구인이 다른 행성에 정착할 수 있는 초석이 될 것이다. 영화 ‘마션(2015)’의 주인공처럼 화성산 감자를 먹는 것이 현실이 될 수도?

미래의 우주식량을 재배중인 할리우드의 민폐이먼(?) ⓒ. 영화 [마션] — 미래의 우주식량을 재배중인 할리우드의 민폐이먼(?)
ⓒ. 영화 [마션]

최근 우주여행의 상용화를 계획하는 X-Space사의 우주 택배 서비스가 NASA와 계약을 맺었고, ISS에 커피머신을 선물한 두 회사의 다음 목표는 아이스크림 머신을 개발해 보내는 것이라고 한다. 우주는 더욱 친숙해지고, 우주여행의 상용화는 우리 앞으로 바싹 다가왔다. 우주식량 또한 치약의 형태에서 시작해서 직접 재배하여 얻기까지 많은 발전이 있었고, 점차 지구에서의 밥상과 비슷해지고 있다. 아직은 지구에서 먹는 음식이 훨씬 맛있겠지만, 가까운 미래에서는 우주에서 간단히 저녁을 먹고 오는 여행패키지가 생겨 지구의 푸른빛을 바라보며 맛있는 음식을 먹게 되는 날이 올지도 모른다!

1) 대변에 수분이 많은 설사와 달리 기름이 많아 질척거리게 되는 현상(우주다큐 –세계사 388p 인용)
2) 하지만 인터넷 중계에서는 초밥(Sushi)으로 표현되었다.
3) 영상은 https://www.emaze.com/@AOQOFZTF/Space-Food 에서 볼 수 있다.
4) 영상은 https://www.youtube.com/watch?v=gRllv78Gax8 에서 볼 수 있다.
5) 빨강색, 파랑색, 초록색의 LED를 사용한다.. 사진의 상추가 보라색으로 보이는 이유는 식물이 광합성에 거의 사용하지 못하는 초록색 파장을 약하게 비추기 때문.

참고 자료

Space Food – Nasa(NASA Fact / Lyndon B.Johnson Sapce Center / FS-2002-10-079-JSC)

http://news.donga.com/3/all/20140620/64447603/1

우주다큐 / 세계사 / 메리로치

http://www.nasa.gov/feature/dual-gemini-flights-achieved-crucial-spaceflight-milestones

http://news.joins.com/article/17629482