영원한 여행자, 보이저 (Voyager)

영원한 여행자, 보이저(Voyager) 

사람들은 언제나 미지의 세계를 동경해왔다. 마젤란은 대서양과 태평양을 횡단했으며, 마르코 폴로의 여행담은 사람들의 많은 관심을 끌었다. 그러한 동경은 현대에 이르러 우주, 즉 외계를 향한 모험으로 이어지고 있다. 생각만해도 가슴이 두근거리는 이 모험은 안타깝게도 인간이 직접 가기에는 너무나도 위험하다. 그렇기 때문에 멀리 있는 행성들은 탐사선을 보내 우리의 눈과 발을 대신한다. 그 동안 수많은 탐사선들이 우주를 향해 나아갔는데, 이번 우주라이크에서는 지구로부터 가장 멀리 떨어져있고 또 멀어지고 있는 탐사선인 보이저호와, 보이저호에 대해 많은 사람들이 궁금해하는 점들을 알아보도록 하겠다.

보이저(Voyager)는 목성형 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성같이 거대한 가스덩어리로 이루어진 행성)들을 탐사하기 위해 발사된 NASA의 미션으로, 1977년 8월에 보이저 2호가 발사되었고, 그로부터 16일 뒤 보이저 1호가 발사되었다. 발사 후 보이저 1호는 1979년 3월 목성에 도달하였고, 그 후 토성을 지나 태양계 바깥으로 향하였으며, 보이저 2호는 1979년 7월 목성을 시작으로 토성, 천왕성, 해왕성 등을 차례로 방문한 뒤 태양계 바깥으로 향하고 있다.

175년에 한번 오는 기회

보이저 2호는 목성과 토성, 천왕성과 해왕성 등 모든 목성형 행성을 방문하였다. 행성들간의 거리가 상당할 텐데, 어떻게 그러한 일이 가능했을까? 답은 바로 행성들의 공전주기에 있다. 과학자들은 175년마다 한번씩 목성과 토성, 천왕성, 해왕성, 그리고 지금은 왜소행성으로 분류된 명왕성까지 모든 행성들이 거의 일직선 상에 놓인다는 것을 알았으며, 그것이 1976~1980년 사이에 일어날 것을 알았다. 이러한 현상은 점성가들에게는 대재앙의 전조였겠지만, 과학자들에게는 적은 비용으로 한번에 여러 행성들을 탐사할 수 있는 절호의 기회였다. 과학자들은 바로 이 때를 이용한 것이다. 여러 행성들을 탐사한 뒤, 보이저는 2012년 태양계를 벗어나기에 이른다.

그렇다면, 보이저는 어떻게 그렇게 멀리까지 갈 수 있었을까?

우주에는 브레이크가 없다.

리터 당 10km의 연비를 가진 자동차로 서울에서 400km정도 떨어진 부산까지 가기 위해서는 대략 40L 이상의 기름이 필요하다. 그렇다면, 보이저는 어떻게 저 멀리 태양계 밖까지 갈 수 있었을까? 연비가 엄청나게 좋았던 것일까? 지구상에서는 계속해서 가속페달을 밟아주어야만 자동차가 멈추지 않고 앞으로 나아갈 수 있다. 바로 이 때 연료가 많이 소모되는 것이다. 하지만 우주에서는 그럴 필요가 없다. 우주에는 마찰력이 거의 없기 때문에 한 번 가속된 탐사선은 속력이 줄지 않고 계속해서 앞으로 나아갈 수 있다. 현재 보이저의 경우 태양으로부터 약 초속 15~17km의 속력으로 날아가고 있는데, 따라서 보이저가 무엇인가와 충돌하지만 않는다면 외계를 향한 여행을 영원히 계속할 수 있다.

소행성대를 피하는 방법

앞서 보이저는 목성형 행성을 향하는 탐사선이라고 하였다. 그러나 화성과 목성 사이에는 소행성 수백만 개가 밀집되어 있는 소행성대가 있다고 한다. 탐사선은 어떻게 이 지역을 빠져나갔을까? 소행성이 밀집되어있다고는 하지만, 우리의 생각과는 달리 소행성대는 실제로 텅텅 빈 공간에 가깝다. 소행성대의 규모와 소행성들의 크기를 생각하여 계산해보면, 소행성대 안에 있는 소행성끼리의 거리는 평균적으로 수 만 km에 이른다. 크기가 수 m밖에 되지 않는 탐사선에게 그 사이를 빠져나가는 것은 어렵지 않은 일이다. 즉, 일부러 소행성을 향해 다가가지만 않는다면 탐사선이 소행성과 충돌할 확률은 극히 적다는 이야기이다.

외계생명체에게 보내는 편지

2014년 3월을 기준으로 보이저 1호는 지구로부터 약 19,050,000,000km, 보이저 2호는 약 15,648,000,000km 떨어져있어 인류가 가장 멀리 보낸 물체로 기록되고 있다.

외계를 향하고 있는 탐사선들과 대략적 위치. 보이저 1,2호 외에 파이어니어 10호와 11호도 보인다. 보이저 1호는 2012년에 이미 태양계를 벗어났으며, 보이저 2호도 몇 년 내로 태양계를 벗어날 것이다. 태양계를 벗어난 뒤에도 대략 2025년까지는 지구와 간간히 통신을 하게 되고, 2036년 모든 기기의 작동이 멈춘 뒤에도 우주에는 마찰이 없으므로 보이저는 멈추지 않고 계속해서 외계를 향해 나아가게 된다. 계속 날아가다 보면, 혹시 언젠가는 외계인과 만나게 될 수 있지 않을까? 과학자들은 보이저와 마주치게 될 혹시 모를 누군가를 위하여 탐사선 안에 작은 편지를 첨부하였다. (자세한 내용은 ‘외계인과 대화하기’ 기사를 참고하자!)

외계를 자세히 탐구하기에 가장 좋은 방법은 역시 직접 외계에 가는 것이다. 보이저 2호가 찍은 해왕성의 모습. 보이저 2호는 해왕성을 최초로 방문한 탐사선이다. 인간은 아직 달까지밖에 가지 못했지만, 탐사선을 통하여 더욱 더 먼 우주를 탐험하고 있다. 저 먼 곳에는 무엇이 있을까를 알기 위해, 그리고 이 우주에 우리는 혼자가 아니라는 것을 알기 위해 인류의 외계를 향한 끝없는 모험은 앞으로도 계속 될 것이다. 쭈욱.