저번 글

1화 : Lunakhod, 인류 최초의 바퀴달린 탐사선 이야기

2화 : HST. 인류의 눈이 되다

3화 : Iridium, 이상은 높았으나 현실은 시궁창 일려나?

4화 : Venera, 근성의 쏘오련! Part.1

5화 : Venera, 근성의 쏘오련! Part.2

6화 : Venera, 근성의 쏘오련! Part.3

7화 : Skylab, 굵고 짧게 산 우주정거장 이야기

8화 : Mars Pathfinder, 그 유명한 화성탐사선 이야기

들어가며…

전편의 그림 한 장으로 정답을 맞춘 사람이 있을 줄이야… ㅎㄷㄷ

맞아

이 그림은 14세기에 활동했던 조토 디 본도네라는 이탈리아의 화가가 그린 동방박사의 경배라는 그림이야.

조토 디 본도네

여기서 잠깐 성서 이야기를 하고자 해.

알다시피 그리스도교의 성경 중에서 마태오 복음 2장에는 다음과 같은 내용이 있어.

예수님께서는 헤로데 임금 때에 유다 베들레헴에서 태어나셨다. 그러자 동방에서 박사들이 예루살렘에 와서, "유다인들의 임금으로 태어나신 분이 어디 계십니까? 

우리는 동방에서 그분의 별을 보고 그분께 경배하러 왔습니다.” 하고 말하였다. …(중략)… 동방에서 본 별이 그들을 앞서 가다가, 

아기가 있는 곳 위에 이르러 멈추었다. …(중략)… 그리고 그 집에 들어가 어머니 마리아와 함께 있는 아기를 보고 땅에 엎드려 경배하였다.

(마태오 2.1-2, 9, 11)

수 많은 화가들은 이 장면을 그림으로 그렸고,

수 많은 과학자들은 이 장면에 등장한 별의 정체가 무엇인지 탐구를 해.

물론 성서에서 역사성과 팩트를 논한다는 것은 난센스에 가깝지만,

나름 상상의 나래를 펼치고 본다는 것도 나쁘지는 않은 일이겠지.

어쨌든 과학자들은 그 별이 금성이나 목성이었다는 둥,

알려지지 않은 초신성이었다는 둥,

아니면 다른 천체 중에 하나라고 생각했어.

하지만 이 그림은 특이하게도 그 별을 혜성으로 표현하고 있어.

그럼 혜성은 무엇일까?

윤하 노래 제목 말고!

옛날 동양권에서는 갑자기 나타났다가 사라진다고 해서 객성(客星)이라고 부르기도 했던 별이고,

서양권에서는 머리카락과 비슷하다고 해서 희랍어에서 머리카락을 뜻하는 κομητησ(kometes)을 어원으로 둔 comet이라고 불렀어.

근데 이 comet은 한동안 대기권의 현상으로 이해되었어.

왜냐하면, 고대 희랍철학의 거두였던 아리스토텔레스가 우주에 대해서 논할 때, 우주는 불변하는 것으로 이해했기 때문이야.

그런 그가 보았을 때 어느날 갑자기 나타나서 며칠 간 하늘에 떠 있다가 사라지는 빛으로 된 선은, 불변하는 우주의 현상이 아니었던거야.

그래서 이를 변하는 속성을 지닌 지상과 대기의 현상으로 이해했던 거야.

이 생각은 그래도 지구는 돈다고 말한 갈릴레오 갈릴레이에 이르기까지 이어져.

그래도 이 생각은 16세기의 천문학자였던 튀코 브라헤에 의해서 수정이 돼.

튀코 브라헤는 comet은 대기권의 현상이 아니라 더 멀리 있는 우주의 현상으로 이해한 거야.

이제 만유인력으로 유명한 아이작 뉴턴이 새로운 이론을 주장하는데, 

그는 1680년 11월에 발견한 comet이 태양에 가려졌다가 12월에 발견된 사실을 근거로 해서,

이 두 개의 comet은 사실 같은 것이며, 태양을 중심으로 한 궤도를 돌고 있다고 주장해.

이러한 뉴턴의 주장은 그의 친구였던 에드먼드 핼리에게 영향을 주게 되는데,

그는 과거의 기록들을 조사하여, 수십 개의 comet이 사실은 한 comet이고, 이 comet은 75~76년의 주기로 돌고 있다는 주장을 내 놓아.

그리고 핼리는 과거의 기록을 토대로 해서, 1758년에 다시 comet이 올 것이라고 예측을 해.

물론 그 것이 실제로 일어났지.

안타깝게도 에드먼드 핼리는 자신의 예측이 맞다는 것을 보지 못하고 세상을 떠나.

어쨌든 사람들은 이 comet을 천체현상으로 이해하기 시작하였고, 

이 생각을 갖게 해 준 그 혜성을 에드먼드 핼리의 이름을 붙여서 핼리 혜성이라고 불러.

이제 혜성에 대한 이야기는 대충 줄일까 해.

이 핼리 혜성은 1910년에 지구를 찾았고,

사람들은 혜성이 종말을 불러올 것이라 두려워하면서 대 혼란에 빠졌어.

혜성 꼬리에 있는 독가스가 지구에 영향을 준다나 뭐라나.

세월은 흘러 핼리 혜성은 1986년에 다시 지구를 찾아.

이 때는 사람들은 하늘을 올려보았지.

그리고 발달한 우주 탐사 기술을 아낌없이 핼리 혜성에 촛점을 맞추고

우주 탐사에 한 가닥 하는 국가들이 핼리 혜성에 탐사선을 던져대.

1984년 11월 20일 경향신문 기사 (네이버 뉴스 라이브러리 참조)

소련에서 발매한 핼리 혜성 탐사선들 모음 기념 우표

자기네가 발사한 탐사선을 엄청 크게 그렸네

소련과 동독, 서독과 프랑스 등의 8개국이 협력한 베가 1호와 2호.

참고로 베가 1호와 2호는 금성탐사도 겸하고 있었어.

왼쪽이 사키가케, 오른쪽이 스이세이

일본의 사키가케(先驅-선구)와 스이세이(彗星-혜성) 탐사선.

그리고 오늘 소개할 유럽 우주국의 Giotto 탐사선과

STS-51-L 미션 패치인데, 자세히 보면 혜성이 그려져 있어.

미국의 챌린저 우주왕복선이 그것이야.

STS-51-L 임무 중에는 우주에서 하는 과학수업 말고도 핼리 혜성의 탐사가 있었어.

하지만 챌린저 우주왕복선은 1986년 1월 28일 발사한지 73초만에 폭발해.

(잠깐 희생자들을 위해서 묵념)

사실 유럽 우주국은 미국의 나사와 협력하는 형태로 핼리 혜성을 탐사하고자 했으나,

예산 삭감으로 인해서 취소되었고,

유럽 우주국 단독으로 조토 탐사선을 준비한거야.

유럽 우주국은 설립한 해가 1975년이었고,

(정확히 말하자면, 1964년에 설립된 유럽 우주 연구 기구와 유럽 로켓 개발 기구를 통합한 것)

10여년간 여러 인공위성을 발사했지만,

심우주 탐사를 단독으로 수행한 건 이게 처음이야.

발사 전의 준비를 하는 조토 탐사선

근처의 사람으로 그 크기를 짐작할 수 있어.

크기는

1.1m 높이에

1.85m 직경을 가진

원통형 탐사선이야.

조토 탐사선의 탑재 장비는

컬러 카메라를 비롯하여

자기력계

먼지 충격 감지계

플라즈마 분석기

미립자 영향 분석계

이온 질량 분석계 등등

다양한 장비를 탑재하였어.

어쨌든 조토 탐사선은 1985년 7월 2일, 프랑스령 기아나 우주센터에서

아리안-1 로켓에 실려서 발사돼.

1985년 7월 3일 경향신문 기사 (네이버 뉴스 라이브러리 참조)

조토 탐사선과 핼리 혜성, 그리그-스켈러럴 혜성의 궤도

1986년 3월 6일 동아일보 기사 (네이버 뉴스 라이브러리 참조)

그 후에 조토 탐사선은 태양을 중심으로 한 원형 궤도에서 혜성을 기다렸다가

1986년 3월부터 핼리 혜성의 이미지를 지구로 전송하기 시작해.

1986년 3월 26일 동아일보 기사 중 일부 (네이버 뉴스 라이브러리 참조)

특히 3월 14일에는 핼리 혜성과 596km 밖에 안되는 거리까지 접근해서,

핼리 혜성의 핵을 탐사하는 데 성공하지.

(참고로 서울에서 부산까지의 직선거리가 329.1km)

사실 이 때 조토 탐사선은 혜성이 뿜어내는 다량의 먼지와 얼음조각의 폭풍의 영향으로,

정확히는 근접점 도달 7.6초 전에 약 1g의 파편이 조토 탐사선에 충격을 줘서, 탐사선이 회전하게 돼.

그래서 카메라가 오작동을 해서 최근점에서의 핼리 혜성의 핵을 찍는 것은 불가능했어.

덤으로 교신도 두절되었고.

하지만 다행히도 이 순간에 조토 탐사선은

나머지 기능을 보호하는 데 성공하여, 자세를 회복하고 반시간 뒤에 다시 정상작동해.

조토 탐사선이 보내온 핼리 혜성의 정보는 그동안의 혜성의 비밀을 풀어주는 데 큰 도움이 돼.

물론 다른 탐사선들이 보낸 정보도 취합했고 말이야.

이 사진은 약 1,372km의 거리에서 찍은 사진이야.

(참고로 서울에서 타이페이까지의 직선거리가 1,487km)

우선 핼리 혜성의 핵은

길이 15km에 폭은 7~10km의 땅콩 모양으로 되어 있어.

그리고 전체적으로 어두운 색상을 띄고 있다는 점도 확인 되었지.

그리고 주 성분은

80%의 물로 되어 있었고

10%의 일산화탄소

2.5%의 이산화탄소

2.5%의 메탄과 암모니아

그리고 미량의 철과 나트륨, 탄화수소의 흔적도 발견해.

그리고 핵에는 언덕과 계곡이 있는 것도 확인해.

또한 혜성이 뿜어내는 입자의 크기는

담배연기보다 작은 먼지들로 이루어져있다고 하네.

조토 탐사선은 최대 질량이 40mg인 입자를 검출했는데,

추정치로는 약 1g까지 있을 수 있다고.

또한 일본의 스이세이 탐사선도 혜성이 뿜어낸 파편을 맞았는데,

이는 혜성의 꼬리가 엄청 길다는 사실을 의미해.

핼리 혜성 탐사에 나선 탐사선 들

이렇게 조토와 베가 1, 2호, 사키가케, 스이세이 탐사선, 국제 혜성 탐사선은

혜성의 신비를 많이 밝힐 수 있었어.

그럼 조토 탐사선은 이제 끝난건가? 라고 물어볼 수 있겠지.

하지만 조토 탐사선은 아직 끝나지 않았어.

우선 조토 탐사선은 1986년 3월 15일에 기기들을 정지시키고, 절전 상태로 둔거야.

그렇게 시간은 흘러…

1990년 2월 24일에 다시 조토 탐사선을 깨웠어.

이번 탐사의 목적은 그리그-스켈러럽(Grigg-Skjellerup)혜성을 탐사하는 것이었지.

하지만 유럽 우주국은 조토 탐사선이 보내는 신호를 받지 못해.

안테나가 다른방향을 향하고 있었던 것으로 추정하고,

다른 지역에서 받았는지 알아보게 돼.

2시간 뒤에 스페인 마드리드에 있는 나사의 심우주 네트워크 관제소에서

조토 탐사선이 보내는 미약한 신호를 포착하고,

관제권을 유럽 우주국으로 넘겨.

일단 유럽 우주국에서는 조토 탐사선의 장비를 테스트 했어.

왜냐하면 핼리 혜성을 탐사하면서 타격을 심하게 입었고,

장시간 절전 상태에 있으면서 생길지도 모를 다른 손상도 알아보기 위함이었지.

카메라를 비롯하여 3개의 장비가 작동 불능이었지만,

다행히도 나머지 장비는 제대로 작동하고 있었기에 탐사를 하기로 결정해.

조토 탐사선은 지구의 중력을 이용해서 속도를 얻고

지구의 자기장과 입자 환경을 조사하기 위해,

1990년 7월 2일에 다시 작동하게 셋팅하고 다시 절전 상태로 바꿔.

조토 탐사선이 다시 눈을 뜬건 1992년 5월 8일이야.

그리고 그리그-스켈러럽 혜성을 탐사하기 위한 여정을 떠나.

1992년 7월 9일, 그리그-스켈러럽 혜성로 돌입하게 돼.

그 다음날인 7월 10일에는 조토 탐사선은 혜성의 핵과 약 200km거리까지 도달하게 돼.

(참고로 서울에서 대구까지 직선거리가 235.9km)

1992년 7월 12일 동아일보 기사 (네이버 뉴스 라이브러리 참조)

조토 탐사선은 혜성을 탐사하면서 여러 과학적인 정보를 찾아내는데,

그 중에서 독특한 점은 그리그-스켈러럽 혜성에서 특이한 자기장을 발견했다는 것이야.

아마도 태양풍과 혜성이 뿜어내는 물 입자들과의 반응으로 생성된 것 같다고.

이제 조토 탐사선은 1992년 7월 23일에 모든 미션을 종료하고,

영원한 휴식에 들어가.

이렇게 조토 탐사선은 우주탐사에 여러 거대한 발자국을 남기게 돼.

우선 유럽 우주국 첫 단독 심우주 탐사라는 점.

가까운 거리에서 혜성의 핵을 촬영하는 데 성공했다는 점.

2개의 혜성을 탐사한 첫 탐사선이라는 점.

행성간 궤도에서 다시 지구로 복귀해서 스윙바이를 한 첫 탐사선이라는 점.

절전모드에서 다시 활성화된 첫 탐사선이라는 점이지.

조토의 유산은 여기서 멈추지 않아.

2004년 3월 2일에 발사된 로제타 탐사선은

2014년 11월 12일 추류모프-게라시멘코 혜성에 착륙하는데 성공해.

이 때의 모든 노하우와 영감은 조토 탐사선이 제공했으니 말이야.

여담 1

조토는 앞서 언급한 이탈리아 화가인 조토 디 본디네의 이름에서 따온거야.

왜냐면 그 그림에 혜성이 그려져 있어서 그랬다네.

여담 2

조토? 지오토? 솔직히 나도 헷갈려.

이거 한국어 표기 알아볼려고 국립국어원 홈페이지 가서 보니까 이름을 따온 화가이름은 '조토'로 표기했는데,

1986년 발행된 신문에서는 '지오토' 탐사선으로,

현재 발간된 여러 천문학 서적에서도 일부는 '지오토' 탐사선으로, 또 어떤 서적에서는 '조토' 탐사선으로 표기해.

이태리어를 잘 몰라서 고생 중

그래도 국립국어원을 믿고, 글에서 만큼은 '조토'로 표기하고자 해.

어감은 이상하지만 말이야.

만약에 공식적인 표기가 다르다고 하면…

글을 죄다 수정해야지 뭐…

여담 3

핼리 혜성을 탐사하기 위해 5개의 탐사선을 발사했지만,

이미 그 전에 발사한 탐사선들을 이동 시켜서 핼리 혜성을 탐사하기도 해.

대표적인 탐사선이 미국에서 지난 1978년에 발사한 국제 혜성 탐사선(International Comet Explore)이야.

여담 4

이번 이야기에 나오는 수치는 ESA 사이트에서 직접 긁어 온거야.

다음 화 예고

이 모든 것의 시작!