IT·과학

[와우! 과학] 목성의 얼음 위성을 탐사할 원자력 로봇 ‘터널봇’

폰트 확대 폰트 축소 프린트하기

▲ 터널봇의 개념도. 출처=Alexander Pawlusik, LERCIP Internship Program NASA Glenn Research Center

태양계에는 여러 위성이 존재하지만, 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스는 생명체 존재 가능성 때문에 특별한 관심을 받고 있다. 작은 얼음 위성이지만, 목성과 토성의 중력에 의해 내부에서 열이 발생해 얼음을 녹일 수 있다.

나사의 카시니 탐사선과 갈릴레오 탐사선은 이 두 위성의 얼음 지각 아래에 액체 상태의 물이 있다는 여러 가지 증거를 발견했다. 그 양은 지구의 바다와 견줄 만큼 많은 것으로 생각된다.

액체 상태의 물이 있고 강력한 방사선으로부터 보호해 줄 두꺼운 얼음 지각이 존재하며 내부에 열에너지가 계속 공급된다는 사실은 이 얼음 위성이 생명체 탄생에 유리한 조건을 갖추고 있음을 시사한다. 하지만 그것이 생명체가 반드시 존재한다는 의미는 될 수 없다. 결국 외계 생명체가 존재하느냐는 질문에 답하기 위해서 탐사선을 직접 보내 확인할 필요가 있다.

과학자들이 직면한 가장 큰 문제는 최고 수십km에 달하는 얼음 지각을 뚫고 어떻게 내부를 탐사하느냐는 것이다. 나사는 우선 얼음 지각을 뚫고 나오는 수증기와 얼음, 그리고 위성 표면을 먼저 조사할 예정이지만, 목성과 토성 주변은 생명체가 살기에 적합한 환경이 아니기 때문에 여기서는 살아있는 생명체를 발견하지 못할 수도 있다. 따라서 나사의 과학자들은 유로파의 얼음 지각을 녹일 수 있는 원자력 로봇을 구상하고 있다.

나사 글렌 연구소의 컴퍼스 팀 (NASA Glenn Research COMPASS team)을 이끄는 일리노이 대학의 앤드류 봄바드 (Andrew Dombard) 교수는 터널봇 (tunnelbot)의 개념을 공개했다. (사진) 터널봇이 얼음 지각을 뚫는 방식은 드릴을 사용하는 것이 아니라 열에너지로 녹이는 것이다.

그런데 목성의 위성까지 탐사선을 보내기 위해서는 최대한 무게를 줄여야 하는 데다 오랜 시간 얼음을 뚫어야 하므로 동력원으로는 원자력 이외의 다른 대안이 없다. 연구팀은 소형 원자로를 이용하는 방법과 보이저 1/2호처럼 장거리 우주 탐사선에서 사용된 원자력 전지 (RTG)에서 나오는 열에너지를 사용하는 방법 중 하나를 검토 중이다.

하지만 원자력 에너지를 사용한다고 해서 모든 기술적 문제가 해결되는 것은 아니다. 수십km 깊이의 얼음 아래로 파고든 상태에서 지구와 어떻게 통신을 할 것인지, 그리고 여기서 생명체를 어떻게 확인할 것인지 등 여러 가지 어려운 문제를 해결해야 한다.

따라서 아직 터널봇은 개념 검토 단계라고 할 수 있다. 그러나 유로파의 얼음 지각 아래를 직접 탐사할 수 있는 유일한 방법이라는 점에서 주목을 받고 있다.

현재 나사는 유로파를 상세하게 탐사할 우주선인 유로파 클리퍼 프로젝트를 진행 중이다. 유로파 클리퍼가 보내온 자료를 분석해 얼음 지각의 정확한 두께와 가장 탐사에 적합한 지역을 물색하는 것이 우선 과제다. 터널봇을 포함한 유로파 표면 탐사선은 그다음 단계로 실제로 시행되는 것은 빨라도 수십 년 이후가 될 가능성이 크다.



비록 시간은 걸리겠지만, 인간의 호기심과 도전 정신은 언젠가 얼음 위성이 수십억 년간 품은 비밀을 밝혀낼 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

페이스북 트위터 카카오스토리 밴드 블로그