박종진의 과학 이야기- 달 탐사

1969년 아폴로 11호가 달에 착륙하여 인류가 달에 역사적인 첫발을 디딜 때만 하더라도 계수나무는 달 뒤편에 있어서 보이지 않았을 것으로 생각했다. 그런데 느닷없이 중국이 2019년에 달 뒤편 착륙에 성공했는데 거기에도 여전히 계수나무 숲은 없었다.   달은 지구의 강한 인력 때문에 자전과 공전 주기가 같아졌는데 이를 조석고정이라고 한다. 쉽게 얘기해서 우리는 항상 달의 한 면만 볼 수 있다는 말이다. 게다가 달의 반대쪽 면에서는 달 자체가 지구를 가로막고 있어서 지구와 교신이 안 되는 데다 분화구가 많아서 안전하게 착륙할 곳을 찾기 힘들었기 때문에 달의 뒷면은 자연스럽게 소원해졌다.     이런저런 이유로 아폴로 우주선의 달착륙 이후 달 탐사는 지지부진했다. 그런데 우주 식민지 0순위인 화성은 거리상 너무 멀어서 달을 개발하면 그 전초 기지로 활용할 수 있고, 달에는 핵융합의 원료가 되는 헬륨-3와 전자기기에 절대적으로 필요한 희토류도 상당량 매장되어 있다.   갈릴레이는 자신이 성능을 높인 망원경으로 달을 관찰했다. 그때까지만 하더라도 달 표면은 수정처럼 매끄러운 줄 알았는데 분화구가 널려 있는 울퉁불퉁한 표면이라는 사실을 알았다. 세계 대전이 끝나고 냉전 시대가 되면서 미국과 구소련은 달 탐사에서도 경쟁했는데 우주 개발은 구소련이 앞섰다. 1959년이 되자 구소련은 루나 1호를 발사하여 달 탐사를 시작했고 그해 가을에 루나 2호를 발사하여 달에 충돌시켰다. 바로 다음 달에는 루나 3호가 달 뒷면의 사진을 찍어서 지구로 보냈는데 그로서 인류는 달 뒷면의 모습을 처음으로 보게 되었다.    1966년 2월 구소련은 인류 최초로 달 표면에 우주선을 착륙시켰고 경쟁 관계에 있던 미국은 이에 자극을 받아 3년 후에 유인 우주선 아폴로 11호의 달 착륙에 성공하여 인류 최초로 달 표면을 걸었다.   중국은 2003년에 달 탐사 계획인 창어의 시동을 걸었다. 2007년에 창어 1호, 2010년에 창어 2호를 발사하여 달 궤도에서 탐사를 시작했고 드디어 2013년 창어 3호는 착륙선에 옥토끼라는 이름의 탐사선을 실어 달 표면에 성공적으로 내려놓았다. 2019년 중국은 인류 역사상 최초로 창어 4호를 달 뒷면에 착륙시켰다. 2020년 창어 5호는 달의 토양을 채취해서 지구로 무사히 귀환했다. 그리고 2024년 창어 6호는 달의 뒷면의 암석을 싣고 지구로 돌아오는 데 성공했다. 이로써 중국은 달 탐사에 있어 러시아, 그리고 미국과 어깨를 나란히 하게 되었다.   인도는 1962년 국가 기관에서 우주 연구가 시작돼서 2008년 최초의 달 탐사선 찬드라얀 1호가 10개월 동안 달 궤도를 돌며 탐사를 수행했다. 2019년에 달 착륙선을 실은 찬드라얀 2호를 발사했으나 정상적인 착륙에는 실패했다. 2023년 드디어 찬드라얀 3호는 달 착륙선과 탐사 차량을 싣고 지구를 떠나서 달의 남극에 착륙했다. 인류 최초의 달 남극 착륙이고 사흘 전에 소련의 루나 25호가 착륙에 실패하는 바람에 인도의 달 남극 착륙은 그 의미가 컸다.   달 탐사 대열에 끼어든 일본은 1990년 미국과 구소련에 이어 최초의 달 탐사 로켓을 발사한 후 2024년 달 착륙에 성공하여 구소련, 미국, 중국, 인도에 이어 세계 5번째 달 착륙 국가가 됐다. (작가)     박종진박종진 이야기 탐사 차량 남극 착륙 아폴로 우주선

2025.02.07. 12:40

[박종진의 과학 이야기] 우주

1969년 인류는 드디어 달에 그 첫발을 디뎠다. 60억이나 되는 지구인들이 TV를 시청하며 환호했다. 우리는 곧 달나라 여행을 갈 것으로 생각했고, 조만간 유인 화성 탐사와 태양계 밖 성간 여행을 할 줄 알았다. 그리고 반세기가 지났지만 그런 일은 없었다. 왜 그럴까?   하룻강아지 범 무서운 줄 모른다는 말처럼 우리는 우주를 너무 과소평가했다. 지구 밖 천체에 발자국을 남기자 그저 손만 뻗으면 어디든 닿을 것처럼 우주를 대했다. 그러나 우주는 생각처럼 그렇게 만만한 상대가 아니라는 사실을 깨닫게 되었다.     우선 천문학적인 거리에 있는 천문학적 숫자의 별을 상대하려면 천문학적 재원이 필요했다. 농작물 재배는 힘들게 일 년만 투자하면 소득을 얻을 수 있다. 대학은 4년 다니면 졸업하고 취직할 수 있다. 그런데 우주 탐험은 투자의 결과가 언제 어떻게 돌아올지 몰라서 아주 부자 나라 빼놓고는 선뜻 덤벼들지 못했다. 이렇게 돈이 많이 들어가고, 첨단 과학기술이 필요하고, 투자비 회수가 오래 걸리고, 위험한 사업인 우주 탐사가 지연됐던 것은 당연한 일이었다.   오늘날 우리는 우주에 대해 참 많이 알게 되었다. 우주의 시작이 빅뱅이라는 것, 빅뱅 후 우주 급팽창이 있었다는 것, 우주는 계속 팽창하고 있다는 것, 우주에 산재한 은하 중 우리가 속한 은하수 은하와 이웃 안드로메다은하, 태양계의 구석구석, 암흑물질, 암흑에너지와 우리 우주의 미래까지 알고 있다.     그런데 문제는 우주의 규모다. 우리 생각에는 아폴로 우주선이 달에 가는 것처럼 언젠가는 화성에도 가고 북극성에도 갈 수 있을 것이라는 순진한 상상을 했던 것 같다.     참고로 지금 첨단 우주선을 타고 달까지는 3일이면 갈 수 있다. 그런데 지구에서 가장 가까운 행성인 화성까지는 편도당 7달 걸린다. 게다가 현재 태양계를 막 빠져나갔다는 보이저호는 지구를 떠난 지 벌써 45년이나 지났다. 우리 태양계를 벗어나는데 반백 년이 걸린다. 그리고 우리가 속한 별인 태양에서 가장 가까운 별까지 앞으로 약 2만 년 더 날아야 도착한다고 한다. 그런 별들이 우리 은하에 무려 4천억 개 정도가 있고, 이웃 안드로메다은하에는 약 1조 개나 되는 별이 있다. 그런 은하가 수천억 개가 모여서 비로소 우주를 이룬다고 한다.     관측할 수 있는 우주는 지름이 약 930억 광년이라고 하지만, 기껏 백 년 사는 우리에게는 무한한 거리이고 무한한 세월이다. 그런 우주는 로마자(영어) 표기로 다음과 같이 세 가지로 구분한다.   첫째, Space는 공간이란 의미도 있지만 좁은 의미의 우주를 뜻하며 일반적으로 지구 대기권 밖을 지칭하는데 쉽게 말해서 우주 비행사가 활동하는 범위, 즉 태양계 내의 공간을 말한다.   둘째, Universe는 일반적으로 물리학에서 일컫는 우주를 말하는데 우리가 보통 말하는 우주는 이 Universe다. 그러니 우주를 영어로 번역할 때 Universe라고 쓰면 된다.   셋째, Cosmos라는 단어도 있다. 철학적인 의미의 우주를 이야기할 때 사용하는 말인데 과학책에 나오는 우주가 Universe라면 철학책에 등장하는 우주는 Cosmos가 된다고 생각하면 쉽다. (작가)           박종진박종진의 과학 이야기 우주 첨단 우주선 아폴로 우주선 우주 급팽창

2022.09.23. 16:53

50년 만에 다시 달로…

심우주 탐사를 향한 인류의 꿈이 담긴 아르테미스(Artemis) 프로그램이 달을 다시 찾아 나섰다. 미국항공우주국(NASA)은 29일 오전 5시 33분~7시33분(LA시각) 사이에 프로그램 1단계 계획 핵심인 로켓을 플로리다주 케이프커내버럴의 케네디우주센터에서 발사한다고 밝혔다. 1972년 아폴로 17호 뒤 50년 만에 재개하는 유인 달 탐사 프로그램인 아르테미스의 첫 비행 미션이다. 사상 최강의 추력을 뽐내는 대형 로켓 ‘우주발사시스템’(SLS)에 실려 떠나는 유인 캡슐 ‘오리온’은 약 42일에 걸쳐 달 궤도에 다녀온다. 총 길이 98.1로 32층 건물 높이인 SLS는 아폴로 우주선을 달로 보낸 새턴 5(111)보다 짧지만, 최대 추력이 400만㎏ 정도로 15% 더 강화됐다. 오리온은 유인 캡슐이지만 우주복을 입은 마네킹 3개가 탑승한다. 우주 비행사가 달에 안전하게 다녀올 수 있도록 우주선과 장비가 제대로 제작됐는지 확인하는 게 이번 첫 비행 시험의 주목적이다. 마네킹은 실제 비행사를 모사해 뼈, 장기, 연조직 등 인체 조직과 같은 물질로 만들어졌다. 사진은 발사 하루를 앞둔 28일 발사대에 선 SLS.   [로이터] 원용석 기자아폴로 우주선 우주 비행사 심우주 탐사

2022.08.28. 20:14