"명왕성은 지름 2,370km인 왜행성으로서 지구 지름의 18.5%다. 가장 큰 위성 카론의 지름은 1,208km로서 지구 지름의 9.5%다..명왕성은 지금까지 태양계에서 발견된 해왕성 너머에 있는 그 어떤 천체보다도 크다...."
인류가 사상최초로 명왕성의 수수께끼를 풀어내기 시작했다.
美항공우주국(NASA·나사)은 14일 오전 7시49분(현지시간, 한국시간 14일 오후 8시 49분) 인류가 최초로 명왕성에 도달했음을 공식확인했다. 나사는 15일 오전 10시 직전(이하 한국시간) 역사적인 호라이즌스호의 사상 첫 명왕성 근접비행 확인 신호(Phones Home)를 최종 수신했다고 발표했다. 이 시간에 메릴랜드주 로럴 소재 존스홉킨스대 응용물리학연구소(APL)와 호라이즌호간의 교신 성공 장면이 전세계에 인터넷으로 생중계됐다. 이로써 뉴호라이즌호는 10년 가까운 우주여행 끝에 명왕성 최근접 비행 미션 성공을 알렸다. 뉴호라이즌스호는 시속 4만9,600km의 속도로 명왕성에서 1만2,500km떨어진 지점을 통과했다.
APL의 뉴호라이즌스 비행 관제센터의 관계자들은 탐사선이 명왕성 근접 비행 성공을 확인하자 일제히 환호하며 자축했다.
찰스 볼든 나사 국장은 “이는 과학과 탐험사에 있어서 역사적인 승리다. 우리는 또다시 인간 잠재력의 한계를 뛰어넘었다”고 말했다.
■“태양계 탐사의 새로운 시대가 막 시작됐다.”
존 그런스펠드 나사과학미션이사회 부이사는 “태양계 탐사의 새로운 시대가 막 시작됐다. 명왕성에 성공적으로 근접비행함으로써 우리는 행성탐사 황금기 가운데에서 최고의 이벤트를 축하할 수 있게 됐다”고 말했다.
뉴 호라이즌스호는 지난 2006년 1월 19일 발사된 이래 9년 6개월간 56억 7천만㎞ 거리의 우주 공간을 비행한 끝에 명왕성 근접비행 미션에 성공했다.
이 탐사선은 지름 20.1m 크기의 접시 안테나에 폭 0.76m의 본체가 연결된 모양으로 설계됐으며 소형 승용차 정도의 크기다. 탐사비행 중 전력을 아끼기 위해 약 9년간 통신 기능 등을 사용하지 않았고 지난해 12월 동면 상태에서 깨어난 뒤, 지난 1월부터 본격적인 명왕성 탐사를 시작했다.
이 미션 성공으로 미국은 유일하게 현재 태양계 8개 행성은 물론 명왕성에까지 우주 탐사선을 보낸 유일한 국가가 됐다.
명왕성은 1930년 미국 천문학자 클라이드 톰보(1906∼1997)가 발견했고 곧바로 태양계의 9번째 행성으로 분류됐다. 하지만 2006년 8월 국제천문연맹(IAU)이 행성에 대한 기준을 바꾸면서 명왕성을 ‘행성’에서 ‘왜행성’으로 격하시켜 재분류했다.
■명왕성의 근접비행 확인신호 ‘폰홈(Phone Home)`
폰홈(Phone Home,지구로 소식전하기)은 뉴호라이즌스호 설계시 사전에 프로그래밍된 것으로서 탐사선 상태를 알려주는 15분짜리 메시지 전송기능이다.
탐사선이 명왕성 근접비행에 성공하면 자동적으로 존스홉킨스대 APL에 위치한 관제센터로 이 메시지를 보내도록 돼 있다.
APL 뉴호라이즌스호 관제팀은 21시간 동안 기다린 끝에 뉴호라이즌스호로부터 미션에 성공했다는 신호를 받을 수 있었다.
APL은 뉴호라이즌스가 명왕성 근처에 도달하는 날 왜행성과 근처에 있는 달에 대한 엄청난 데이터를 처리하도록 임무를 부여했다. 뉴호라이즌스호는 이 임무를 수행을 하느라 지구로 폰홈 신호를 보내는 시간을 지체했다.
■뉴호라이즌스호가 확인시켜 준 것
뉴호라이즌스는 명왕성의 크기에 대한 수십년 간의 해묵은 논쟁에 종지부를 찍었다.
나사의 뉴 호라이즌스호는 임무수행을 통해 가장 기본적인 의문이었던 명왕성의 크기에 대한 수수께끼를 풀어주었다. 과학자들은 고성능 로리 카메라로 촬영된 사진을 통해 명왕성의 지름이 이전에 나온 수많은 추정치보다 더 크다는 사실을 확인할 수 있었다.
이에 따르면 명왕성은 지름 2,370km인 왜행성으로서 지구 지름의 18.5%다. 또 명왕성이 거느린 가장 큰 달 카론의 지름은 1,208km로서 지구 지름의 9.5%였다.
이는 지금까지의 의문점을 해소시켜 주었다. 이로써 명왕성은 지금까지 태양계에서 발견된 해왕성 너머에 있는 그 어떤 천체보다도 크다는 사실이 확인됐다.
이 미션에 참여하고 있는 빌 맥키넌 세인트루이스 워싱턴대 과학자는 “명왕성의 크기는 1930년 처음 발견된 이래 줄곧 논쟁의 대상이었다. 이번 미션 성공은 결국 이 논쟁을 잠재우게 돼 흥분된다”고 말했다.
새로 알아낸 명왕성의 크기(추정치)는 이 천체의 밀도가 이전에 생각한 것보다 약간 작고, 안쪽에 있는 얼음부분은 약간 더 높다는 것을 알게 해 주었다. 또한 명왕성 대기의 가장 낮은 층에 있는 대류권은 이전까지 추정되던 것보다 얕아 보였다.
명왕성의 크기 측정은 이 왜행성을 구성하는 대기의 복잡한 요소들로 인해 수십년 간 어려운 숙제로 남아있었다가 비로소 해결됐다.
명왕성의 가장 큰 달 카론에는 사실상 대기가 없다. 또 그 지름은 지구상의 망원경을 이용해 좀더 쉽게 알아낼 수 있었다. 뉴호라이즌스호의 카론 관측 결과는 이 달의 지름크기가 이전에 추정했던 대로 1,208km인 천체라는 사실을 확인시켜 주었다.
뉴호라이즌스호에 실린 로리카메라는 명왕성이 거느린 좀더 작은 달인 닉스와 하이드라도 확대해 보여 주었다. 닉스와 하이드라는 지난 2005년 허블망원경을 통해 발견됐다. 당시 허블로 보았을 때에도 이 두 천체는 빛으로 된 점들로 보였다. 이들은 뉴호라이즌스호가 명왕성에 도달하기 1주전까지만 해도 점으로 보였다.
하지만 뉴호라이즌스호의 로리 카메라로 촬영한 사진은 점보다 큰, 측정할 수 있을 정도 크기인 2개의 작은 달(위성) 모습을 보여주었다. 명왕성이 거느린 닉스는 지름이 약 35km인 달이며, 하이드라는 지름이 약 45km인 달이다.
뉴호라이즌스호 미션 담당 과학자들은 이들 명왕성 달의 표면이 아주 밝게 빛나고 있으며 그 이유가 얼음 때문일 것 같다는 결론을 내렸다.
명왕성이 거느린 더 작은 또다른 달 플루토와 케베로스는 어떨까? 이들은 닉스와 하이드라보다도 더 작고 희미하다. 이들은 크기를 측정하기 힘들 정도로 작다. 과학자들은 추후 뉴호라이즌스호의 관측 사진으로 이들의 크기를 알아내게 될 것으로 보인다.
■명왕성 다음의 행선지는?
뉴호라이즌스호는 명왕성을 방문한 데 이어 카이퍼벨트를 향하고 있다.
카이퍼 벨트(Kuiper Belt)는 태양계의 명왕성 궤도 바깥에 위치하며 얼음으로 된 수천개의 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 영역이다. 태양으로부터 약 30~50AU 정도 떨어져 있으며 보통 태양계의 실마리를 풀어줄 단주기 혜성의 고향으로 알려지고 있다.
뉴호라이즌스호는 향후 16개월 동안 지구로 자신이 수집한 데이터를 전송하게 된다.
이로써 뉴호라이즌스호는 명왕성탐사를 위해 설계·제작된 최초의 우주선이자 멀리 떨어진 얼음세계를 최초로 방문한 최초의 우주탐사선으로 기록될 전망이다.
존스홉킨스대의 응용물리학연구소(APL)는 뉴호라이즌스호를 설계하고 만들었으며 나사를 대신해 이 탐사선 관제임무를 맡았다. 뉴호라이즌스호 미션은 나사의 뉴프론티어프로그램의 일환으로 수행되고 있다.
전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com