지구로부터 206 억 km 떨어진 은하계 탐사 계속하고 있는 보이저 1호

 

 

신대륙을 발견한 콜럼버스, ‘동방견문록’을 지은 이탈리아의 마르코 폴로 등 많은 탐험가들이 있지만, 오늘 칼럼에서 소개해 드릴 인류 최고의 항해자는 지금도 태양계 밖 미지의 우주공간을 탐험하고 있는 미항공 우주국(NASA)의 무인 탐사선 보이저1호(Voyager I)입니다. 1977년 8월 20일에 발사된 보이저 2호와 함께 같은 해 9월 5일에 지구를 출발해서 현재까지 14,400일 이상을 쉼없이 날아가고 있는 보이저 1호는 원래 화성 바깥 쪽에 위치한 행성들, 즉 목성과 토성 탐사를 위해서 발사된 탐사위성입니다. 발사시점은 보이저 2호보다 조금 늦지만, 더 짧은 거리로 날아가 앞선 2호를 앞질러 먼저 목성, 토성에 도달했습니다.

 

보이저 탐사위성은 목표 행성에 착륙해서 직접적인 탐사를 하는 위성이 아니라, 행성에 근접해 지나가는 동안 사진을 찍어 지구로 전송하는 형태의 탐사선입니다. 착륙선보다는 덜 정확한 탐사를 하게 된다는 단점도 있지만, 하나의 위성으로 여러 행성에 대한 근접 탐사가 가능하다는 장점을 갖고 있습니다. 먼 거리를 여행하면서 많은 양의 연료를 탑재할 수가 없기 때문에, 탐사선은 꼭 필요한 경우를 제외하고는 자체 동력을 사용하기보다 주변의 중력을 이용해서 궤도를 바꿔가며 항로를 설정하는 데, 이를 스윙바이(swingby) 항법이라고 합니다. 탐사선을 행성의 중력장 끝자락에 의도적으로 접근시키면 행성의 중력에 의해 탐사선이 방향을 바꾸거나, 심지어 가속 또는 감속도 가능한 점을 이용하는 것입니다. 마치 타잔이 여러 개 덩굴을 번갈아 잡으면서 공중 곡예를 하듯이 ‘스윙’하며 날아다니는 것과 같이 탐사선이 행성들의 중력에 의해 추진력을 얻는 것입니다.

 

보이저 1호는 발사 2년 뒤인 1979년에 목성, 그리고 이듬해인 1980년에는 토성에 근접하여 성공적으로 관찰 정보를 지구로 전송했습니다. 보이저 2호는 목성, 토성 뿐만 아니라 천왕성, 해왕성에 대한 많은 자료를 지구로 전송함으로써, 이들의 1차 목표를 완벽하게 수행하였습니다. 이렇게 1차 임무를 마친 보이저 탐사선들은 예상보다 훨씬 더 오랜 시간 수명을 이어가며 지금까지도 충실히 태양계 밖의 신호들을 끊임없이 지구로 보내주고 있습니다. 이들은 방사성 동위원소의 붕괴열을 이용해서 전력을 생성하는 발전기(Radioisotope thermoelectric generator, RTG)를 탑재하고 있는데, 처음 발사될 때 예상되었던 발전기의 수명 기한이 이미 훨씬 지났음에도 불구하고 모든 장치들이 현재까지 문제없이 작동되고 있습니다. 보이저 1호 탐사선의 경우 2012년에서 2014년 사이에 태양계의 끝자락을 완전히 벗어나 태양계 밖으로 나감으로써, 우주 역사상 처음으로 태양계를 벗어난 인간 문명의 작품이 되었습니다.

 

보이저 1, 2호에는 행성 탐사라는 본연의 목적과 다른, 매우 흥미로운 것이 담겨 있습니다. 베스트 셀러인 ‘코스모스’의 저자인 천문학자 칼 세이건(Carl Edward Sagan, 1934-1996)의 제안에 의해 이루어진 것으로 지구에 관한 많은 정보와 메세지를 담고 있는 LP디스크입니다. 구리로 만들어진 디스크에 금박이 덮여 있기에 ‘골든 레코드’라고 불리는 이 디스크는 플레이어와 함께 탐사선에 담겨져 있고, 지구 여러 곳의 사진과 영어, 한국어를 포함한 55개국의 언어, 여러가지 기호 및 과학적 이론 등이 수록되어 있습니다. 또 탐사선 발사 당시의 미국 대통령이 녹음한 외계인을 환영하는 메세지도 함께 담겨 있습니다.

실제적으로 탐사선이 발사된 때부터 지금까지 이러한 골든 디스크를 태양계 밖 어떤 외계인이 해석하고 지구와의 교신이 이루어질 것이라고 믿는 과학자는 많지 않을 것이라고 생각합니다. 이러한 것을 담아서 보낸 의도는 실제 존재하는 외계인과의 교신을 시도하려는 것이라기 보다 미래에 대한 인류의 꿈, 그리고 그에 대한 상징적 퍼포먼스로서 이해하는 것이 더 옳습니다. LP 디스크라는 것은 이미 우리들에게서도 거의 잊혀져 가는 장비이지만, 발사 당시에는 가장 좋은 저장 매체였습니다. 1977년대에 발사된 탐사선이기에 탐사선에 장착된 장치들은 지금의 첨단 장비들보다는 스타트렉(Star Trek)과 같은 오래된 공상과학영화에 나오는 장치들에 더 비슷합니다. 지금은 거의 잊혀져간 LP디스크에 ‘골든 레코드’를 만들어 탑재한 것과 비슷하게, 컴퓨터의 보조기억장치는 카세트 테이프를 사용하고 있고, 시스템을 제어하는 프로그램은 포트란(Fortran)이라는 오래된 언어로 만들어져 있습니다. 이제는 음악을 듣는 데에도 더이상 사용하지 않는 카세트 테이프가 컴퓨터의 기억장치로 사용되었다는 것을 믿지 못하는 어린 학생들도 많겠지만, 이는 70년대에서 80년대 중반까지 많이 사용되던 기억장치였습니다.

 

낡았지만 여전히 우주 최강을 자랑하는 아르카디아호를 타고 우주를 누비는 하록 선장과 같이, 보이저 탐사선들은 지금도 태양계 밖 먼 우주를 묵묵히 항해하며 지구로부터의 최장거리 여행에 대한 기록을 매분 매초 갱신하고 있습니다. 보이저 탐사선들의 현재 위치는 미항공우주국(NASA) 홈페이지에서 실시간으로 찾아볼 수 있는데, 2017년 2월 8일 현재 보이저1호는 지구로부터 206억 킬로미터 떨어진 곳을 지나고 있습니다. 이는 지구와 태양 거리의 약 138 배에 해당하는 먼 거리입니다. 인간의 손길이 이렇게나 먼 곳까지 미칠 수 있다는 사실에 놀람과 동시에, 이 엄청나다고 느껴지는 거리가 실제로는 관측 가능한 이론적 우주 반경의 0.00000000001%조차 되지 않는 사실에 다시 한번 우주의 경이로움을 깨닫게 됩니다.