명왕성 탐사 뉴허라이즌스호, 태양계 끝 향한 최후의 임무 [아하! 우주]

미 항공우주국(NASA)의 명왕성 탐사선 뉴허라이즌스호는 2015년 최초로 명왕성과 그 위성의 생생한 모습을 지구로 전송해 세상을 깜짝 놀라게 했다. 행성이라 부르기엔 너무 작은 천체라서 결국 왜소행성으로 강등됐지만, 명왕성 표면 지형의 복잡도는 다른 행성에 뒤지지 않았다. 과학자들은 작은 얼음 천체에 이렇게 복잡한 지질 활동이 일어난 이유를 알아내기 위해 데이터를 분석했지만, 아직도 모르는 부분이 더 많이 남아 있다.

하지만 뉴허라이즌스호의 임무는 여기서 끝나지 않았다. 2019년, 뉴허라이즌스호는 인간이 탐사한 가장 먼 태양계 천체인 카이퍼 벨트 소행성 ‘아로코스’(Arrokoth) 탐사 임무를 성공적으로 수행했다. 이후 과학자들은 뉴허라이즌스호의 비행 경로에 다른 소행성이 없는지 말 그대로 이 잡듯이 뒤졌다. 하지만 아무리 망원경으로 관측해도 지금까지 적당한 천체는 찾지 못했다.

이후 NASA와 관련 과학자들은 뉴허라이즌스호 임무를 어떻게 진행할지를 두고 고민했다. 뉴허라이즌스호의 동력은 앞서 태양계를 빠져나간 선배인 보이저 1호, 2호와 마찬가지로 원자력 전지인 RTG를 이용한다. 뉴허라이즌스호의 RTG의 출력은 245.7W인데, 1년에 3.5W씩 출력이 낮아진다. 이를 역으로 계산하면 2030년대까지 우주선이 필요한 동력을 공급할 수 있다.

태양계 외곽 소행성들의 모임인 카이퍼 벨트를 빠져나가는 것은 2028년에서 2029년 사이로 예상된다. 현재 위치는 지구에서 85억㎞ 정도다. 문제는 카이퍼 벨트의 외곽으로 나갈수록 소행성의 밀도가 낮아져 새로운 천체를 발견할 가능성이 낮아진다는 것이다. 따라서 아로코스 같은 천체를 다시 만나게 될 가능성도 점점 낮아지고 있다.

그런 만큼 NASA는 뉴허라이즌스호를 소행성 탐사보다는 태양물리학 연구에 사용하는 방안을 검토했다. 뉴허라이즌스호에는 SWAP(Solar Wind Around Pluto) 같은 태양풍 관측 장비가 탑재되어 있어 선배인 보이저 1, 2호처럼 태양권의 구조에 대한 연구를 할 수 있다. 태양풍 입자가 주로 존재하는 태양권과 별 사이 성간 입자가 주로 존재하는 성간 우주에 대한 연구 역시 중요한 주제다.

하지만 행성 과학자들은 이에 반발했고 결국 NASA는 태양물리학 연구와 함께 미지의 천체에 근접해서 관측할 수 있는 마지막 연료를 남겨두기로 결정했다. 카이퍼 벨트를 빠져나가기 전 극적으로 아로코스 같은 소행성과 다시 마주칠지도 모르는 일이고 카이퍼 벨트 밖으로 나갔다고 해도 다른 천체와 마주칠 가능성이 0%가 아니기 때문이다. 예를 들어 새로운 혜성이 우연히 지나가거나 아직 발견하지 못했던 천체가 우주선의 이동 경로에 갑자기 끼어들 수도 있다.

과학자들은 소행성 아로코스에 울티마 툴레라는 별명을 붙였다. 알고 있는 세계 너머라는 뜻으로 마지막 목표라는 뉘앙스의 단어였다. 하지만 아로코스보다 더 먼 천체를 관측할 수 있기를 고대하는 것이 과학계의 일반적인 바람일 것이다. 뉴호라이즌스호가 마지막 남은 연료를 불태워 아로코스보다 훨씬 멀리 떨어진 미지의 천체를 관측하기를 기대해 본다. 

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com