▲ 비행 중인 드래곤플라이의 가상 그래픽
토성의 위성 타이탄은 생명의 기원에 대한 단서를 잡을 수 있는 몇 안되는 태양계 위성 중 하나다. 미 항공우주국(NASA)의 무인 드론 탐사선 드래곤플라이가 타이탄에서 생명체의 발견을 위해 탐사를 준비하고 있다.
우주의 생명을 이해하는 방법을 재정의할 수 있는 획기적인 NASA 임무 중 네 번째인 드래곤플라이는 2027년에 발사될 예정이다. NASA의 드래곤플라이는 토성의 가장 큰 위성인 타이탄이 최종 행선지다. 타이탄은 질소가 풍부한 대기와 지하 액체 바다가 있는 활발한 얼음 세계로, 하늘에서 메탄이 쏟아져 호수를 채우고 표면에 메탄 강이 흐르고 있다. 드래곤플라이는 타이탄의 이 모든 것을 자세히 탐사하고 생명의 기원에 대한 단서를 발견할 준비를 착착 진행시키고 있다.
▲ 드래곤플라이
잠자리 모양을 한 드래곤플라이는 모든 과학장비를 갖춘 NASA 최초의 행성 간 회전익 탐사선으로, 타이탄 표면의 지질학적 관심 지점 사이를 수㎞ 비행할 수 있다. 현재 메릴랜드주 로렐에 있는 존스홉킨스 응용물리학연구소에서 설계 및 제작 중인 드래곤플라이는 NASA의 뉴프런티어스(New Frontiers) 프로그램의 일부다. 여기에는 목성 궤도로 보내진 소행성 베누와 주노 그리고 뉴호라이즌스에 대한 OSIRIS-REx 탐사선의 연구가 포함된다. 뉴호라이즌스는 2015년 명왕성을 근접 비행한 탐사선으로, 현재 카이퍼 벨트를 황단하면서 탐사를 이어가고 있다.
타이탄은 토성의 가장 큰 달이자 태양계에서 두 번째로 큰 위성이다. 타이탄보다 큰 태양계 최대 위성은 목성의 달인 가니메데다. 타이탄은 수성보다 크며 대기 밀도는 지구의 4배나 된다. 타이탄의 크기와 낮은 중력은 위성의 두꺼운 대기와 짝을 이루어 드래곤플라이와 같은 탐사 드론을 위한 완벽한 조건을 구비한다.
▲ 토성과 위성 타이탄. 사진=NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
태양계 탐사에 나선 NASA의 또 다른 드론은 이미 화성 표면에서 사용 중이다. 회전익 전체 길이가 약 1미터에 불과한 인저뉴어티는 화성 탐사선 퍼서비어런스 로버 아래에 부착되어 화성 표면에 착륙했다. 인저뉴어티에는 카메라와 몇 가지 기본 장비만 장착되어 있다. 그러나 드래곤플라이는 대기 구성과 지상과 지하의 서로 다른 액체의 화학적 구성을 포함하여 위성의 특성 전반을 테스트할 수 있도록 설계된다.
또한 드래곤플라이는 타이탄 표면에서 추출한 샘플을 분석한다. 드래곤플라이는 복잡한 유기물질 획득을 위한 드릴(DrACO) 장비를 사용하여 한 번에 1그램 미만의 표면 물질을 파낸다. 이 표본은 ‘다락방’으로 알려진 착륙선 본체 내부에서 저장, 분석된다.
드래곤플라이의 '다락방'에는 화학적-생물학적 성분을 식별하고 검사하는 질량 분석기 DraMS라는 장비가 있다. DraMS는 화성 탐사 로버 큐리오시티에 내장된 화학분석기SAM 분광계와 비슷하게 작동하며, NASA의 고다드 우주항공센터 같은 팀에서 설계했다.
이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com
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