보이저 1호, 성간 여행자

 

우주 탐사선

 

보이저 1호의 시작

 보이저 1호는 미국 항공우주국의 태양계 무인 탐사선으로 가장 먼 거리를 탐사하였으며 보이저 프로젝트에 따라 1997년에 발사되었습니다. 발사 당시 1호와 2호가 한 달 미만의 간격으로 발사되었는데 먼저 발사된 기체가 2호, 뒤에 발사된 기체는 1호라고 명명했습니다. 이유는 보이저 1호가 2호보다 빠르게 목성과 토성을 지나 태양계를 벗어날 탐사 루트가 정해졌지만 시스템 이상으로 발사순서가 변경되었기 때문입니다. 보이저 1호는 원자력 전지를 통해 전력을 공급받고 있는데 공식적으로 임무가 종료되는 시점은 2030년 전후로 예상하고 있습니다. 이 외우주 탐사선의 비행에 대한 정보는 1994년부터 공개되고 있는데 현재 시속 6만 킬로미터 이상의 속도로 이동하고 있기 때문에 지구와의 통신이 자주 이루어지기 힘들고 수신하기까지 20여 시간이 소요됩니다. 2023년 3월 현재 통신이 두절된 것으로 확인되었습니다. 또한 보이저 1호와 2호의 간격은 계속 멀어지고 있으며 현재는 성간물질이 가득한 성간우주에 돌입해 태양계를 완전히 벗어나있음을 확인했습니다. 

 

목성 탐사

 보이저 1호의 목성 탐사는 발사된 지 2년 뒤쯤인 1979년부터 시작되었습니다. 우선 목성의 위성 중 하나인 아말테아에 근접해 지나갔으며 순차적으로 목성, 이오, 유로파, 가니메데, 칼리파 순으로 지나가며 관측하게 됩니다. 목성계에 도착하기 직전에 촬영에 필요한 스캔 장비 중 일부가 작동하는 데에 문제가 발생하지만 곧 해결하게 됩니다. 거기다 앞서 발사했던 파이어니어 10호의 목성 탐사 시 경험했는 방사능으로 인한 피해에 대비해 차폐 등의 보호 조치를 취했지만 워낙 많은 양의 방사능이 방출된 탓에 장비가 손상되는 등 어려움을 겪게 됩니다. 이러한 어려움에도 불구하고 보이저 1호는 목성 탐사 임무를 수행하면서 수많은 사진과 정보를 지구로 전송했습니다. 특히 목성의 위성들 중 이오는 활발한 화산 활동으로 인한 지형적 특징에 대한 정보를 확인할 수 있었고 태양으로부터 멀리 떨어진 작은 위성의 화산 활동이 현재진행형이라는 사실은 과학자들에게 상당한 충격을 주었습니다. 목성 또한 대규모 폭풍의 발생으로 생겨난 대적점과 토성에게만 있는 줄 알았던 얼음과 먼지로 구성된 희미한 고리의 존재를 확인할 수 있었습니다. 이 탐사에서 또 하나의 성과는 흑백이 아닌 최초의 선명한 컬러 사진으로 목성을 또렷하게 볼 수 있었다는 점입니다. 이러한 목성에서의 임무는 약 한 달간 스윙바이하면서 진행되었고 다음 탐사 대상인 토성을 향해 떠나기 시작합니다. 

토성 탐사

 목성의 탐사를 마친 보이저 1호는 목성을 떠난 지 약 1년 7개월 후 토성 인근에 도착하게 됩니다. 토성에 접근할 무렵부터 촬영을 시작한 보이저 1호는 지구와 태양과의 거리가 멀어지면서 점차 통신에 걸리는 시간이 길어지고 빛이 부족한 탓에 촬영에 어려움을 겪습니다. 또한 노출된 우주 환경에 의해 장비가 고장을 일으키거나 오류가 발생하기도 하였습니다. 이러한 어려움 속에서도 보이저 1호의 탐사는 계속되어 토성의 가장 큰 위성으로 지표면 상에 액체의 존재가 확인된 타이탄부터 만나게 됩니다. 그리고 다른 위성인 테티스를 거쳐 토성과 조우하게 됩니다. 토성 역시 목성처럼 먼지와 암석, 얼음으로 구성된 행성 고리를 갖고 있는데 이 고리들이 토성 자기장의 영향을 받아서 태양풍에 노출이 되고 고리를 구성하는 입자들끼리 충돌하게 만든다는 사실을 확인하게 됩니다. 다음으로 또 다른 위성 엔셀라두스에 접근하여 표면이 얼음으로 덮여있으며 이 얼음으로 인해 빛을 반사해 별의 밝기가 밝아 보인다는 사실을 확인합니다. 엔셀라두스는 이후에 카시니 위성이 재방문해 좀 더 상세한 행성 정보를 얻게 됩니다. 그 후 다른 위성 레아, 히페리온을 지나 토성 탐사 임무를 종료하게 됩니다. 

성간우주에서의 임무

 시기와 항로의 차이는 있지만 보이저 1호와 2호는 목성과 토성, 두 개의 행성을 함께 탐사했습니다. 먼저 임무를 마친 보이저 1호는 태양계 내에서 천왕성과 해왕성을 추가적으로 탐사하는 것이 계획되어 있던 보이저 2호와는 다른 항로를 선택하게 됩니다. 보이저 1호는 토성에서의 임무 이후 1989년 해왕성을 통과한 뒤 해왕성 외부에 모여있는 소천체들의 집단인 카이퍼벨트와 태양의 영향권인 태양권덮개를 지나면서 그야말로 태양계를 벗어나게 됩니다. 1990년 2월 보이저 1호가 태양계를 벗어나기 직전에 카메라의 방향을 태양으로 향하며 그 유명한 행성들의 가족사진을 찍게 됩니다. 태양과 지구, 금성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 모습이 담긴 이 사진은 한 장이 아니라 여러 장의 사진들로 구성되어 있으며 여기서 지구를 촬영한 사진은 유명한 천문학자이자 작가인 칼 세이건이 자신의 저서 "창백한 푸른 점"의 표지로 사용하게 됩니다. 이 한 장의 사진은 우주 탐사의 과학적, 학술적인 성과와는 관련이 없지만 넓은 우주 속 작은 점에 불과한 지구에서 살아가는 인류가 삶과 환경, 주변을 어떻게 받아들이고 이해하고 지켜야 하는지 생각하게끔 만듭니다. 이 사진은 보이저 1호가 촬영한 마지막 사진이며 전력의 절약을 위해 카메라의 전원을 끄게 됩니다. 1998년 최초로 소행성대와 목성을 탐사했던 파이어니어 10호를 추월하게 되며 2014년은 태양계를 벗어난 해가 됩니다. 이 시기에는 이미 여러 장비들의 전원을 차단해 전력을 아꼈고 장비의 보온장치조차 가동을 중지한 것으로 알려져 있습니다. 원료로 사용 중인 플루토늄의 수명을 고려해도 더 먼 우주까지 보이저 1호와 2호가 이동하려면 재가동이 불가능할 수도 있음을 감수한 결정으로 보입니다. 보이저 1호의 예상 수명과 무관하게 앞으로 오르트구름을 거쳐 프록시마 센터우리, 작은 곰자리에 도달할 것으로 예상하고 있습니다. 그 수명이 다 하기 전에 통신이 복구된 보이저 1호로부터 성간우주에 대한 다른 소식이 전달되길 기다려봅니다.