"태양계 생명체 단서 있을까"…목성 향한 29억㎞ 여정 시작

NASA, 목성 위성 탐사 위한 '유로파 클리퍼' 오늘 새벽 발사 예정

2030년 목성계 도착 후 2031년 본격 임무…유로파 바다·얼음 탐사

NASA의 갈릴레오 우주선이 촬영한 목성 위성 '유로파'의 모습. 이 사진은 유로파가 사람의 눈에 어떻게 보일지 추정한 색을 사실적으로 입힌 형태다. (사진=NASA) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 미국 항공우주국(NASA)이 역대 최대 크기의 행성 탐사선을 내일 새벽(한국 시각) 목성을 향해 떠나보낸다. 얼음으로 뒤덮여있는 목성의 위성 '유로파'를 심층 탐사해 생명체의 단서를 찾는다는 목표다. 유로파의 바다는 지구를 제외하고 태양계에서 생명체가 존재할 수 있는 가장 유력한 곳으로 여겨지는 곳이다.

NASA는 14일 오후 12시6분(한국시각 15일 새벽 1시6분) 스페이스X의 팰컨 헤비 로켓을 이용해 '유로파 클리퍼' 탐사선을 미국 플로리다주 케이프 커내버럴에 있는 케네디우주센터에서 발사할 예정이다.

당초 유로파 클리퍼는 지난 10일 발사될 예정이었으나 허리케인의 영향으로 연기됐다. 이번에도 변수가 발생해 발사가 미뤄질 경우 11월6일까지 추가 발사 기회가 남아있다.

다가오는 새벽 유로파 클리퍼가 발사되면 이 탐사선은 목성까지 약 29억㎞를 항해해야 한다. 다만 이는 지구-목성을 직선거리로 가는 것이 아니라, 연료 효율 등을 위해 지구와 화성 주위를 돌며 중력을 활용한 궤도를 타게 된다.

먼 거리를 가야하는 만큼 에너지 확보를 위한 태양광 패널의 크기만 30.5m 수준이다. 역대 NASA의 행성 탐사선 중 가장 크다. 유로파 클리퍼는 발사 약 3시간 후 거대한 태양광 패널을 펼치고 태양을 향해 날아간다.

지난 13일(현지시각) 미국 플로리다 케네디우주센터에 유로파 클리퍼 탐사선을 탑재한 스페이스X의 팰컨 헤비 로켓이 발사를 준비하고 있다. (사진=NASA) *재판매 및 DB 금지

NASA는 유로파 클리퍼가 2030년 4월께 목성 궤도에 진입할 것으로 보고 있다. 이 때부터 약 4년에 걸친 임무가 시작된다. 2031년부터 본격적으로 유로파 근접 비행이 시작되며 유로파에 총 49회, 표면에서 25㎞ 떨어진 지점까지 근접해 생명체의 흔적을 찾게 된다.

목성 궤도에 진입한 지 1년여가 지난 뒤에야 유로파에 근접하게 되는 이유는 유로파 클리퍼가 목성계에서 수행할 수 있는 탐사를 최대화하고, 목성이 내뿜는 강력한 방사선에 대한 노출을 최소화하기 위한 궤도로 설계됐기 때문이다.

유로파 클리퍼의 핵심 임무는 생명체에게 필수적인 소금, 얼음, 유기 물질 등을 찾아내는 것이다. 이를 위해 'MISE'라고 불리는 이미징 분광기 장비를 탑재했다. MISE는 적외선을 활용해 반사된 빛을 여러 파장으로 나눔으로써 원자와 분자를 식별해준다.

이에 더해 E-THEMIS라는 적외선 장비가 유로파 표면의 고온 지점을 찾아내 간헐천 등을 탐색하고, 유로파 표면을 고해상도로 촬영하기 위한 EIS(유로파 이미징 시스템) 장비도 탑재됐다. 유로파 표면에서 방출되는 소량의 가스·먼지 분석을 위한 MASPEX(행성 탐사용 질량분석기)와 SUDA(지표면 먼지 분석기)도 준비됐다.

유로파 외부 뿐만 아니라 내부 구조에 대한 조사도 심층적으로 이뤄진다. 유로파 클리퍼는 위성을 덮고 있는 얼음 껍질의 두께, 지하 바다의 존재 여부, 수심 및 염도 등을 파악할 예정이다. 이를 위해 자기장 측정기, 플라즈마 계측기, 탐사용 레이더 등이 탑재됐다. 이같은 장비를 활용해 유로파를 덮은 얼음 내부를 최대 29㎞ 깊이까지 파고들어 조사할 계획이다.

이같은 장비들을 활용해 유로파 클리퍼는 유로파의 얼음과 그 아래 있을 것으로 추정되는 바다의 상호작용을 파악하고, 정확한 성분을 분석하게 된다. 유로파의 지질학적 특징을 알게 되면 지구 밖 생명체 존재 가능성을 더 잘 이해할 수 있을 것이라는 게 NASA의 기대다.

유로파 표면을 덮고 있는 얼음 껍질과 그 아래 존재할 것으로 예상되는 액체 상태의 바다 상상도. (사진=NASA) *재판매 및 DB 금지

이미 NASA는 과거의 유로파 탐사 임무를 통해 얼음 껍질 아래에 지구의 바다보다 2배 많은 액체 상태의 물이 있을 것으로 추정하고 있다. 그만큼 유로파에 생명체의 핵심 재료인 물, 화학 반응, 유기 화합물, 에너지 등이 존재할 가능성이 크다는 기대가 나올 수밖에 없다.

NASA는 "유로파 클리퍼 임무를 '생명 탐지 임무'라고 할 수는 없다. 다만 유로파가 우주를 향한 근본적 질문인 '우리는 혼자인가?'라는 질문에 대한 답을 찾기 위한 단서가 될 지 알 수 있을 것"이라며 "어떤 조건이 발견되든 이번 연구는 지구 밖 생명체 탐사의 새로운 장을 열게 될 것"이라고 전했다.

한편 인류의 목성계 탐사는 유로파 클리퍼 외에도 적극적으로 진행되고 있다. 지난해 4월에는 유럽우주국(ESA)이 목성계 탐사선 'JUICE(주스, Jupiter Icy Moons Explorer)'를 발사했다. JUICE 탐사선은 유로파 클리퍼보다 1년 늦은 2031년 목성에 도착하게 된다.

목성계를 향하는 이들 2개 탐사선이 모두 무사히 도착하게 되면 지난 2016년 목성에 도착한 '주노(JUNO)' 탐사선과 함께 3대 목성 탐사 임무가 동시에 진행된다. 당초 인류는 주노와 갈릴레오 탐사선(1996~2003)으로 목성에 대한 탐색을 진행해 왔지만 위성을 비롯한 목성계에는 JUICE와 유로파 클리퍼가 그 첫발을 들이게 될 전망이다.


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