지구 밖 생명체를 찾아서 유로파·타이탄…달보다 더 먼 우주로

스페이스X의 스타십 5차 시험 발사와 미국 항공우주국(NASA)의 무인 우주선 ‘유로파 클리퍼’의 발사가 연이어 성공했다. 각각 화성과 목성을 타깃으로 한 프로젝트다. 과학계에선 ‘다행성 인류(Multi-Planetary Species)’의 시대가 열리고 있다는 평가가 나온다. 다행성 인류는 일론 머스크 스페이스X 최고경영자(CEO)가 미래 비전을 설명할 때 자주 쓰는 표현이다.

○ 지구보다 두 배 큰 바다 가진 유로파 들여다본다

1일 NASA에 따르면 최근 유로파 클리퍼가 스페이스X의 팰컨 헤비에 장착돼 성공적으로 발사됐다. 유로파에 생명체가 살 수 있는지 탐사하기 위해 발사된 유로파 클리퍼의 높이는 5m, 전체 길이가 30.5m로 NASA가 탐사 임무를 위해 만든 우주선 중 가장 크다. 유로파 클리퍼는 5년 반 동안 29억㎞를 이동해 2030년 4월 목성 궤도에 진입한다. 그 후 약 4년간 표면 위 25㎞ 고도를 50회 가까이 돌며 위성 전체를 스캔한다.

이 우주선에는 표면을 고해상으로 촬영할 카메라와 빛의 스펙트럼을 분석할 분광기, 얼음 투과 레이더, 지하 바다 내부에 대한 단서를 찾기 위한 자력계와 중력 측정기, 얼음 온도와 물의 분출 위치를 파악할 수 있는 열 측정기 등 9개의 장비가 탑재됐다. 이 장비를 통해 지하 바다의 염분 농도와 성분을 알아내고 생명체 존재 여부를 판단할 예정이다.

유로파 지름은 3122㎞로 달(3400㎞)보다 작다. 지구로 치면 지각이라고 할 수 있는 20∼30㎞에 달하는 두꺼운 얼음층이 표면을 덮고 있다. 얼음층 아래에는 100㎞가 넘는 깊이의 바다가 형성돼 있을 것으로 추정된다. 지구상에서 가장 깊은 바다인 마리아나 해구의 비티아스 해연 깊이가 11.034㎞인 점을 비교하면 유로파 협곡은 차원이 다르다.

과학계는 목성의 강한 중력이 유로파를 밀고 당기면서 마찰열이 발생했고, 이 열이 유로파 땅속 얼음을 녹여 지하 바다를 형성했을 것으로 보고 있다. 유로파 지하 바다 규모는 지구 바다(14억㎦)의 두 배가 넘는 30억㎦로 추정된다. 달보다 작은 유로파가 지구보다 많은 물을 품은 셈이다. NASA가 태양계 천체 중 유로파를 콕 집어 생명체 존재 가능성이 높다고 지목한 이유도 여기에 있다.

○타이탄 탐사선 ‘드래곤플라이’와 태양 탐사선 ‘파커‘

NASA는 2028년 토성의 가장 큰 위성이자 태양계에 존재하는 전체 위성 중 유일하게 대기를 보유한 타이탄에 ‘드래곤플라이’ 드론을 투입하기로 했다. 도착 예정 시기는 2034년이다. 드래곤플라이는 대기를 가진 타이탄의 특성에 맞춰 제작됐다. 수직 이착륙과 동력을 사용한 완전 제어 비행이 가능하다.

2040년에는 또 다른 토성의 위성인 엔셀라두스에서도 생명체 탐사 프로젝트가 시작된다. 유럽우주국(ESA)은 지구에서 토성까지 약 16억㎞를 이동하는 로봇 탐사선 프로젝트를 계획하고 있다. 지름이 500㎞에 불과한 엔셀라두스는 원래 큰 주목을 받는 위성이 아니었다. 토성 탐사선 ‘카시니’가 엔셀라두스에서 물을 분출하는 간헐천을 발견하면서 상황이 달라졌다. 과학계는 이곳에 생명체에 꼭 필요한 물, 유기물, 열원 등이 존재할 가능성이 있다고 보고 있다.

NASA가 2018년 8월 발사한 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’는 태양계 탐사의 끝판왕으로 불린다. 소형 자동차 크기(3m)인 파커는 태양 표면에 가장 가까이 간 탐사선이다. 지난 6년간 20번 가까이 태양에 접근했다. 다음달 24일엔 태양 표면에서 610만㎞ 떨어진 지점을 목표로 근접 비행에 나선다. 이때 파커의 최고 속도는 시속 69만㎞에 이를 전망이다. 미국 뉴욕에서 영국 런던까지 30초 만에 이동하는 속도다.

파커의 임무는 태양의 대기인 코로나가 태양 표면 온도보다 수백 배 높은 이유와 태양풍의 비밀을 밝히는 것이다. 태양풍은 엄청난 태양에너지를 내뿜어 위치정보시스템(GPS) 등 통신 시설을 마비시킨다. 이미 파커는 지난해 3월 태양 표면 코로나 구멍에서 고속 태양풍이 발생한다는 사실을 처음으로 관찰하는 데 성공했다. 파커 프로젝트에 참여한 누르 라우아피 미국 존스홉킨스대 응용물리학연구소 연구원은 “연말에 파커가 거의 태양 표면에 착륙한다”며 “1969년 인류의 첫 달 상륙만큼 기념비적 사건이 될 것”이라고 말했다.

인튜이티브머신스는 연말 혹은 내년 초에 달 착륙선인 오디세우스를 두 번째로 발사하며 달 탐사에 속도를 낸다. 두 번째 발사의 착륙 목표 지점은 섀클턴 크레이터, 세 번째는 라이너 감마다. 특히 섀클턴은 물 얼음 탐사, 지형 적합성, 지구 통신 밑 태양광 발전에 유리한 조건을 갖고 있다.

스티브 알테무스 인튜이티브머신스 최고경영자(CEO)는 섀클턴 임무가 심우주 경제를 지원하는 중요한 분기점이 될 것이라고 내다봤다.

강경주 기자 qurasoha@hankyung.com