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미국항공우주국(NASA, 이하 나사)의 뉴호라이즌스호는 명왕성의 놀라운 모습을 카메라에 담아 지구로 전송했다. 명왕성은 상상했던 것보다 훨씬 복잡한 지형을 지니고 있었으며 지질활동의 증거까지 존재했다. 당연히 과학자들은 예상치 못했던 얼음 평원과 산맥을 조사할 후속 탐사선을 구상하고 있다. 더 상세한 정보를 얻기 위해서는 명왕성 표면에 직접 착륙해 관측할 필요가 있기 때문이다.
하지만 명왕성 표면에 착륙하는 일은 매우 까다로운 과제다. 상식적으로 생각하면 달 착륙선처럼 그냥 로켓을 이용해서 착륙하면 될 것 같지만, 우주선의 무게와 발사 비용이 많이 증가하는 문제가 있다. 명왕성까지 거리가 매우 멀기 때문에 뉴호라이즌스호처럼 명왕성을 스쳐 지나가는 가벼운 탐사선을 보내는데도 적지 않은 비용이 들었다. 착륙 시 필요한 넉넉한 연료를 탑재한 탐사선의 비용은 감당이 어려운 수준일 것이다.
나사는 이 문제를 해결할 기발한 아이디어를 모으고 있다. 최근 공개된 한 아이디어는 실현 가능성은 다소 의문스럽지만, 기발하다는 점에서는 감히 비교할 대상을 찾을 수 없을 정도로 참신하다. 왜냐하면, 엔트리크래프트(entrycraft)라는 일종의 풍선을 이용해서 착륙하는 방법이기 때문이다.
명왕성에도 대기는 존재한다. 문제는 밀도가 너무 희박해서 사실 지구인의 관점에서 보면 거의 진공이나 다른 바 없다는 것이다. 따라서 화성 탐사선처럼 낙하산을 사용할 경우 낙하산이 제대로 펼쳐질지 장담이 어렵다. 이를 제안한 글로벌 에어로스페이스 (Global Aerospace Corporation, GAC)는 대형 풍선으로 이 문제를 해결했다.
명왕성 대기에 진입하면 최대 지름 80m의 풍선이 펼쳐지는데, 낙하산과 달리 안에 공기를 주입하면 펼쳐지는 건 문제 없다. 마치 기상 관측용 풍선처럼 거대하게 부풀어 오르면 희박한 대기에서도 항력(drag force. 기체를 잡아당기는 힘)이 작용해서 감속이 가능하다는 이야기다.
이 정도만 해도 반신반의한 이야기인데, 이 탐사선의 진정한 참신함은 그다음이다. 사실 이런 방식으로도 지표에 도달할 때 충분한 감속은 되지 않는다. 예상대로 되더라도 탐사선은 초속 50m의 빠른 속도로 지표에 도달한다. 이렇게 되면 명왕성의 표면 중력이 워낙 약하기 때문에 착륙선이 다시 튕겨 나갈 가능성이 크다. 그런데 이 탐사선은 이를 역이용해서 다시 수백km를 날아올라 명왕성 표면을 뛰어다니면서 관측을 시도한다. (개념도 참조)
제조사 측은 이렇게 하면 아주 작은 연료만으로도 착륙선을 명왕성 표면에 착륙시킬 수 있다고 주장하지만, 아무래도 이 주장은 더 검증이 필요해 보인다. 하지만 풍선 착륙선의 성공 가능성보다 우리가 더 주목해야 할 부분은 모든 가능한 아이디어를 들어보고 비교해보는 나사의 열린 자세다. 이 아이디어는 나사의 NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts) 2017년 회의에서 공개되었으며 나사의 지원을 받고 있다.
이렇게 열린 자세로 모든 가능한 아이디어를 듣는 것이 우주 분야뿐 아니라 과학 전반에서 미국이 앞서가는 힘이 된 것이 아닐까? 우리는 이런 기상천외한 아이디어에 얼마나 관대한지 다시 한 번 생각해 볼 때다. 창의성과 혁신은 그것을 인정하는 분위기에서 가능하다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
