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[비센의 재미있는 과학 이야기] 오퍼튜너티 - 긴 탐사여정을 마치고 영원히 잠들다

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작성자 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 작성일19-03-21 09:52 조회72회 댓글0건

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지난 2월 12일 미국 항공우주국 제트추진 연구소(NASA Jet Propulsion Laboratory) 상황실에 모인 연구진들은 마지막으로 ‘오피(Oppy)’로부터 부활의 신호가 돌아오기를 기다렸지만, 끝내 성공하지 못했습니다. 천번이 넘는 시도에도 끝내 우리의 영웅 ‘오피’를 재가동시키는 데에는 실패했지만 상황실에 모인 누구도 실망하지는 않았습니다. 지난 15년간 예상을 뒤엎고 기대 이상이라고 표현하는 것이 모자랄 만큼 엄청난 성과를 이루어 준 ‘오피’의 마지막을 함께 함에 모두가 가슴 벅차했습니다. ‘오피’는 지난 2003년 발사되어 신호가 끊어진 작년 6월까지 믿을 수 없을 만큼의 성과를 이루어 낸 화성 탐사 로버(rover) 오퍼튜너티(Opportunity)의 애칭입니다. 

 

 

공식 명칭 MER-B(Mars Exploration Rover - B)의 오퍼튜너티는 스피릿(Spirit, Mars Exploration Rover - A)과 함께 쌍둥이 화성탐사로버입니다. 두대의 쌍둥이 탐사선은 2003년 6월 발사되어 2004년 1월 화성의 반대편에 각각 착륙하여 화상탐사를 시작했습니다. 화성은 대부분 황량한 사막과 같은 지형을 이루고 있고, 강한 모래폭풍이 자주 불기 때문에 처음에는 연구진들도 탐사선이 오래 견디지 못할 것이라고 생각하고 유효 탐사기간을 약 90솔(sol)로 예상했습니다. 화성은 지구보다 태양으로부터 멀리 떨어져 있어 공전, 자전 속도가 지구의 그것과 다릅니다. 때문에 지구에서의 1일은 화성의 하루와 다릅니다. 화성의 하루는 지구시간으로는 약 24시간 39분 35초 정도에 해당하고 이를 1솔(sol)이라고 말합니다. 또한 공전주기가 686.98일이기 때문에 1년이 이에 해당합니다. 탐사선은 날개처럼 생긴 태양전지판을 이용해 전력을 얻어야 하는데, 모래폭풍에 의해 많은 양의 모래가 태양전지판 위에 쌓이게 되면 태양에너지를 모을 수 없어 자연스럽게 탐사선이 작동을 멈출 것으로 예상했습니다. 그래서, 연구진은 엄청난 예산을 들인 연구치곤 그리 길지 않은 90솔을 예상 탐사기간으로 잡았던 것입니다. 하지만, 모래폭풍은 날개 위에 모래를 쌓기도 하지만, 강한 바람으로 이미 쌓여있는 모래를 치워 주기도 하였고, 덕분에 탐사선은 기대 이상의 탐사활동을 계속할 수 있었던 것입니다. 덕분에 스피릿 로버는 2010년까지 탐사활동을 계속하였고, 오퍼튜너티는 작년 2018년까지 무려 15년간이나 탐사를 계속해 왔습니다. 

 

 

예상 밖의 긴 기간동안 탐사를 계속한 만큼 오퍼튜너티는 엄청난 양의 화성에 대한 정보들을 지구로 보내왔습니다. 오퍼튜너티의 첫번째 업적은 화성표면에서 적철석(Hermatite)를 발견한 것입니다. 적철석은 산화철을 함유하고 있는 광물인데, 적철석이 만들어지기 위해서는 물이 꼭 있어야 하기 때문에, 화성 표면에 적철석이 있다는 것은 오래 전 화성에 물이 있었다는 증거가 됩니다. 이후에도 오퍼튜너티는 많은 양의 암석 분석결과를 지구로 보내왔고, 이들은 모두 화성에 다량의 물이 존재했었다는 가설을 뒷받침하는 중대한 증거들이 되었습니다. 2004년 10월 오퍼튜너티가 지구에 보내온 사진에서 연구진은 오퍼튜너티의 카메라에 서리가 낀 모습을 확인했습니다. 지구에서야 별거 아닌 서리현상이지만, 화성에서 서리가 낀다는 것은 대기에 수분이 포함되어 있다는 것을 보여주는 것으로 이 또한 오퍼튜너티의 엄청난 발견 중에 하나가 되었습니다. 같은 해 11월에 보내준 화성의 하늘 사진에는 솜사탕처럼 끼어있는 구름이 찍혀 있었고, 이후 며칠간 구름의 형태가 변화하는 것을 보여줬습니다. 이는 화성에도 지구와 같이 대기현상이 있으며, 계절변화, 기후변화 등이 있다는 것을 말합니다. 2005년 1월에는 오퍼튜너티가 화성의 표면에서 운석을 발견했는데, 착륙선이 사용했던 열 차폐막 근처에서 발견되었다고 해서 이 운석의 이름을 열차폐막운석(heat shield rock)이라고 부릅니다. 이는 지구 밖에서 인간이 발견한 최초의 운석으로 기록되었습니다.

 

 

오퍼튜너티의 탐사활동이 항상 순조로왔던 것은 아닙니다. 2005년에 오퍼튜너티는 바퀴의 일부분이 모래 언덕에 파묻히는 사고를 당합니다. 실제 오퍼튜너티의 쌍둥이 로버인 스피릿은 모래언덕에 바퀴가 빠진 뒤 더이상 움직일 수 없어 정지 탐사선으로 전환되었고, 얼마 안가서 수명을 다했습니다. 이처럼 모래언덕에 탐사로버의 바퀴가 빠지는 일은 탐사선에게는 절대절명의 위기라고 할 수 있습니다. 이를 벗어나기 위해 지구의 연구진은 동일한 상황을 만들어 놓고 빠져나오기 위한 시뮬레이션을 두달 가까이 시행하여 해답을 찾아냈고, 이를 전송하여 오퍼튜너티를 구출해 내었습니다. 탐사중 로봇팔이 고장나기도 하고, 태양 전지판에 낀 먼지로 인해 발전량이 반이하로 감소하여 문제가 되기도 하였지만, 그때마다 상황실의 연구진들은 해결책을 모색하여 오퍼튜너티로 전송하였고, 우리의 탐사 영웅 ‘오피’는 이들을 잘 해결하여 오랜 탐사여정을 함께 해왔습니다. 화성과 지구는 신호를 주고 받는데만 약 10여분의 시간이 걸립니다. 이렇게 먼 거리에 있는 로봇을 지구의 상황실에 앉아있는 과학자들이 원하는 대로 조정할 수 있다는 것만으로도 인간의 과학기술이라는 것이 참으로 엄청나다는 생각을 합니다. 2014년에는 주기억장치가 고장을 일으켜 잠시 ‘기억상실증’에 걸리기도 했고, 2015년 3월에는 총 이동거리 49.195킬로미터를 기록하여 마라톤 완주에 해당하는 거리를 이동한 기념으로 전세계 과학자들에게 축하메세지를 받기도 했습니다. 마라톤 선수에게는 2시간 남짓한 시간에 달릴 수 있는 거리이지만 화성의 척박한 땅에서의 오퍼튜너티에게는 무려 11년 2개월이 걸린 엄청난 기록이었습니다. 

 

 

처음 예상되었던 90솔간의 탐사기간을 훌쩍 뛰어 넘어 무려 5000솔 가까이 탐사를 해온 오퍼튜너티는 2018년 6월 그동안 경험하지 못한 강력한 모래폭풍을 만나 모든 탐사를 중단하고 동면상태에 들어갔습니다. 모래 폭풍이 지나간 후 연구팀은 오퍼튜너티와의 통신을 재개하기 위해 이 후 약 천회에 달하는 접속 시도를 했지만, 지난 2월 12일까지 통신을 재개하지 못했고 연구진은 13일 오퍼튜너티 탐사의 종료를 선언했습니다. 아마도 거대한 모래폭풍으로 태양전지판이 완전히 덮여버려 오퍼튜너티가 다시 전력을 얻지 못하고 있는 것으로 연구진은 생각하고 있습니다. 15년동안 100여개의 크고 작은 분화구를 조사하고, 물의 존재, 대기 활동 등의 엄청난 탐사 성과를 거둔 오퍼튜너티는 이렇게 그의 마지막 탐사지인 인내의 계곡(Perseverance Valley)에 잠들었습니다. 일초에 5센티미터를 움직일 수 있는 느린 속도이지만, 멈추지 않고 끊임없이 탐사를 이어온 오퍼튜너티가 마지막에 잠든 위치가 ‘인내’의 계곡이라니, 정말 멋진 위치를 찾아가 잠들지 않았나 생각해 보며, 이는 또한 그 모든 탐사결과들이 긴시간 고통스러운 연구를 지속해 온 연구진의 보이지 않는 ‘인내’의 결과물이라는 것을 다시 한번 생각하게 합니다.

 

 

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