[Cosmos] NASA, 10월2/2 : 남극빙하, 암흑물질탐사, 기후관측위성, 화성로버, 우주실험공모, 물의기원, 소행성

 

 

 

           

 

 

 

 

 

 

 

스마일루의 코스모스

 

2011년 10월, 2/2

NASA 메인요약

http://www.nasa.gov

 

 

 

 

 

 

- 순 서 -

 

1. 남극 빙하 관측은 계속된다! : ICEsat과 ICEbridge

2. 지구 전체 관측도 계속된다! : NPP 위성

3. 우주에서 학생 여러분들의 실험을 대신 해드립니다

4. 허블 망원경의 암흑물질 탐사

5. 소행성 Vesta의 신기한 표면 연구

6. 화성탐사로버 '오퍼튜니티', 3년간의  기록

7. 지구 바다 탄생 비밀의 실마리 : 허셜 우주 망원경

 

 

 

 

 

 

1. 남극 빙하 관측은 계속된다!

 

 

 

 

 안녕하세요. 스마일루입니다.  말씀 드린 것 처럼 월초(1~5일)와 월중반(15~20일)에 한번씩 올라오게 되는 NASA 메인 소개 두번째 시간이 돌아왔습니다. 바로 시작 할까요?

 

 음, 지난 시간에도 첫번째 소식이 북극 빙하 소식이었는데 이번엔 남극빙하 소식입니다. 사실 북극이든 남극이든 빙하가 녹는 다는 것은 인류에게 경고의 메세지를 전달해주지만, 북극의 빙하는 사실 녹아도 그 자체로는 별로 상관이 없습니다. 물론 반짝반짝 하얀 얼음보다 푸른 바다가 태양 빛 반사율이 떨어지기 때문에 지구 온난화를 가속 할 수도 있고 여타 기후나 해류 순환에 문제를 야기할 수 있겠지만, 물위에 떠있는 얼음이 녹는 것은 해수면을 상승시키지 못하거든요. 이미 얼음이 떠 있는 자체로 해수면을 높였던 상태였기 때문에, 녹아봤자 큰 차이가 없습니다. 잘 아실겁니다.

 

 하지만 남극의 빙하는 상황이 다릅니다. 남극 '대륙', 즉 땅 위에 있는 빙하들이기 때문에 녹을 경우 그 물의 양만큼 그대로 해수면을 상승시킵니다. 따라서 위기 그 자체이죠. 그런 빙하들은 남극 대륙의 98%를 덮고 있다고 합니다.

 

 NASA에서는 미국 기관들과 함께 그런 남극의 빙하들을 지속적으로 관찰해 오고 있었습니다. 바로 'the Ice, Cloud and land Elevation Satellite', ICEsat, 즉 ICE위성이 우주에서 남극의 빙하들과 관련된 현상들을 관찰해 왔던 것이죠. 이름 참 잘 지었죠? 

 

 하지만 ICEsat은 2003년 임무를 시작해 2009년으로 임무를 종료하게 되었습니다. ICEsat-2는 2016년에야 임무를 수행하게 될 예정이구요. 그 동안 놀고 있을 수는 없겠죠? 지금도 빙하는 녹고 있으니까요!

 

 그래서 새로운 임무를 시작 했습니다. 임무명은 'Ice Bridge'로, ICEsat이 끝난 2009년과 ICEsat-2가 시작될 2016년, 그 사이의 6~7년을 다리bridge처럼 연결해 줄 임무인 것이죠. 이를 위해 NASA는 DC-8이라는 항공기에 레이저 장비와 미세한 중력측정 장비등의 실험장비를 장착하여, 남극 빙하의 변화, 남극 빙하의 두께, 남극 빙하 아래의 남극 대륙의 지형의 변화 등을 측정하기 시작했고 지금도 그 임무가 계속되고 있습니다. 위 사진을 보시면 비행기가 날고 있죠?ㅋ 최근 그 비행기의 비행이 있었다는 소식이 되겠습니다. 좋긴 합니다만, 전에도 말했듯 지구가 얼마나 망가져 가고 있는지는 잘 알고 있는데 개선을 위한 노력 소식은 잘 들리지 않네요. 흠흠...

 

 

 

 

 

 

2. 지구 전체 관측도 계속된다!

 

 

 

 

 위와 비슷한 소식입니다. 오는 10월 27일, NASA는 미국기관들과 함께 연구하여 완성한 새로운 지구관측 위성을 쏘아 올릴 예정입니다. 이름은 'The National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System Preparatory Project', NPP위성이 그것입니다. 얘는 또 이름이 너무 길죠?

 

 4가지의 최첨단 센서를 장착한 미니 벤 크기의 이 위성은, 우주에서 30여가지의 지구 대기의 각종 데이터를 얻어내, 지구의 장기적 기후변화를 측정하게 됩니다. ICEsat처럼 빙하도 관찰하게 될 테구요. 물론 빙하에 특화되어 있지는 않지만요.

 

 사실 이미 지구 기후 관측 위성들은 많이 있습니다만, NASA에서는 그것들이 너무 오래 되었다고 말하고 있죠. 그래서 새로운 최첨단 위성이 필요하고, 이것이 하루에 지구를 14바퀴씩 돌면서 관측해 보내는 데이타는 지구 기후를 정확히 시뮬레이션 하여 예측하는데 큰 도움이 될 예정입니다.

 

 이 위성은 우리 아리안 4호 위성을 발사하는데에도 쓰인 델타2 로켓을 타고 발사되는데요. 그 로켓에는 초소형 위성 5개도 함께 실려 발사될 예정입니다. 미시간 대학교의 위성 2개, 어번대학교, 몬타나 주립대, 유타 주립대의 위성이 각각 한개씩 말이죠.

 

 요즘 초소형 위성들이 인기가 많더군요. 컴퓨터 본체보다 작은 것들 말입니다. 교육용...이기도 하지만 단순 교육을 뛰어넘는 의미를 가지고 있겠죠? 최첨단 교육이자 실험이죠. 일본에서도 고등학생들이 만든 초소형 위성들을 함께 쏘아주곤 하던데 참 부럽네요. NPP보다 이게 더 부럽군요. ㅠㅜ

 

 여튼 기상 관측 노력이 이렇게 꾸준히 진행되고 있습니다. NASA가 우주에 신경 쓸 겨를이 없을 정도로 우리 지구 살아 남기도 바쁜 것 같습니다.

 

 

 

 

 

 

3. 우주에서 학생 여러분들의 실험을 대신 해드립니다

 

 

 

 

 위에서 교육/실험용 초소형 위성 이야기를 했는데요. 이것도 아주 교육적인 활동이 되겠네요.

 

 NASA에서는 학생들이 제안한 우주에서 할만한 실험 제안 중 2개를 뽑아, 우주에서 직접 실험을 해주고 Youtube를 통해 실험 진행상황을 실시간 생중계 해주는 대회를 열겠다고 밝혔습니다. 오우, 정말 멋지죠? 미국식으로 그야말로 Cool한 대회네요. 너무 멋져서 할 말이 없을 정도입니다. 이공계 기피현상은 이미 없어질 것만 같은 느낌이네요.

 

 그것만이 아닙니다. 14~18세의 학생이 개인 또는 팀으로 참가할 수 있는데, 가설과 실험계획을 작성해 비디오 형태로 제출을 하면, 스티븐호킹을 비롯한(ㄷㄷㄷ) 과학자와 우주비행사들이 그를 심사하게 되구요. 3개월 뒤인 2012년 1월에 Youtube를 통한 공개 투표까지 진행하여 선정된 6팀은, 무중력 비행을 체험할 기회를 얻게 됩니다(ㄷㄷㄷ). 우주에 가지 않고 무중력을 느끼기 위해서는, 비행기를 타고 고고도에 올라가 엔진을 끄며 자유낙하 하는 것을 통해 무중력과 똑같은 느낌을 느끼게 되는데요. 우주비행사들이 받는 훈련인 무중력 비행 훈련을 무려 6팀이 받게 되는 것이죠. 너무 부럽군요. ㅠㅠ

 

 그 6팀중에 최종 2팀을 2012년 3월에 뽑아, 그 두 팀의 실험을 국제우주정거장 ISS에서 실험해주는 것은 물론, 러시아에 가서 우주 비행사 훈련을 받고, 일본에 가서 자신들 실험이 우주에 올라가게 되는 진행 과정을 지켜볼 수 있게 됩니다. (ㄷㄷㄷ)

 

 말이 안 나오네요. 잘은 모르겠지만, 우주 과학이 교육에 활용된 사례 중 가장 큰 이벤트가 아닌가 싶습니다. 지난번에도 왜 '이름 짓기 이벤트' 소식을 전해드렸었는데요, 이건 뭐 비교가 안 될 정도로 킹왕짱이네요. 그만 말해야 겠어요. 부러워서...

 

 

 

 

 

 

 

4. 허블 망원경의 암흑물질 탐사

 

 

 

 

 암흑물질은 전체 우주의 20%이상을 차지하지만 도대체 어떤 것으로 이뤄져 있는지 정체를 전혀 알 수 없는 그런 물질입니다. 그러니 암흑물질이라는 이름이 붙었지요.

 

 하지만 그 암흑물질들이 질량을 가지고 있다는 것은 확실합니다. 위의 이미지를 보시죠. 위 이미지는 MACS J1206.2-0847, 줄여서 MACS 1206이라 부르는 은하단의 모습입니다.  은하들이 모여 은하군을 이루고, 은하군이 모여서 은하단을 이룹니다. 정확한 위치는 다음의 동영상을 보시면 되겠네요. ^^

 

 

 

 

 

 어딘지 아시겠죠? ('-'?) 아무튼 그런데, 윗 이미지나 동영상을 보시면 아시겠지만, 흩어져있는 은하들이 가운데 볼록렌즈가 있는 것 처럼 휘어져 있습니다. 이런 것을 중력렌즈 효과라고 하는데요, 거대한 질량체가 중심부에 있으면, 정말 볼록렌즈처럼 빛이 휘어지며 저런 현상이 생기게 됩니다. 이런 이미지를 분석하여, 은하들까지의 거리와, 그 질량과, 저렇게 휘어져 보이는데 필요한 질량 등에 대해 조사와 계산을 하게 되면, 눈에 보이는 은하나 천체들의 질량 만으로는 저 렌즈효과가 완벽하게 설명되지 않기 때문에, 추가적인 질량, 즉 암흑물질이 저 부근에 얼마나 많이 있고 대략적으로 어떻게 분포해 있을지 추정이 가능합니다. 이렇게 중력렌즈 효과가 심하게 나타나는 곳을 탐사하면 그를 연구하기 좋겠죠? 그리고 저 MACS 1206에서는 생각보다 높은 밀도의 암흑물질 분포가 확인되고 있다 합니다.

 

 이 사진은 허블이 찍은 사진입니다. Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble (CLASH) 탐사의 일환으로 촬영된 사진인데요. 이렇게 큰 규모의 천체들을 탐사하여 암흑물질 연구를 돕고 있는 것이죠. 자잘한 규모의 천체관측으로는 일반 천체들은 물론 암흑물질의 효과도 잘 나타나지 않으니까요.

 

 지금은 효율성을 위해 종료되었지만, 우주왕복선 프로그램이 돌아가던 시절 업그레이된 허블의 강력한 카메라들이 이 탐사를 진행하는데 큰 역할을 해주고 있다 합니다. 안 보이는 은하들도 잘 볼 수 있어서 말이죠. 하루 빨리 암흑물질의 비밀이 밝혀졌으면 좋겠네요. 정체를 모른다니... 정말 신기하지 않습니까? 그래도 이렇게 연구가 되고 있으니 다행이네요. ^^

 

 

 

 

 

 

 

5. 소행성 Vesta의 신기한 표면 연구

 

 

클릭하시면 크게 보실 수 있습니다. (1024x768)

 

  

 화성과 목성사이에는 소행성대가 있다는 사실 아시죠? NASA에서 2007년 발사한 Dawn위성은 그 소행성대로 탐사를 떠났습니다. 그 소행성대를 탐사하는 최초의 시도입니다.

 

 그곳에서 두번째로 큰 소행성 Vesta를 비롯해 몇몇 소행성들을 탐사할 예정인데요. 최근 탐사 궤도에 진입하였습니다. 오른쪽 이미지가 Dawn위성의 궤도를 보여줍니다. 화성에서 중력의 도움을 받아 가속을 하여, Vesta에 올해 7월에 도착했네요.

 

 그 때 Vesta에 도착한 Dawn위성은 고해상도의 표면 사진을 보내왔습니다. 그 사진이 맨 위의 사진이지요. 도착한 7월에 찍은 것으로, 5200km거리에서 찍은 것입니다. 최근 9월 말에는 680km까지 접근했고 표면에 대한 촬영들을 마쳤다고 하네요.

 

 그런데 보시면 특이한 부분이 있습니다. 일단 크레이터가 상당한데 이는 소행성대에 있는 소행성들 중 가장 많은 수준이라고 생각되고 있구요, 무엇보다 적도 지방에 가로줄무늬가 보입니다. 그렇죠? 여러모로 신기한 소행성입니다. NASA와 이를 함께 연구한 과학자들은, 이와 관련된 최신 데이타들을 종합해 발표하였습니다.

 

 

 

 

 위 동영상은 그 발표내용입니다. 많은 데이타를 얻었지만, 아직 이 Vesta 소행성에 대해서는 과학자들도 완벽하게 이해하지 못하고 있습니다. 하지만 이런 노력들을 통해 표면의 형태와 여러 데이타들을 통해서 생성원리를 규명하고, 그를 통해 이 소행성대의 비밀에 대해 좀 더 밝혀내고자 하고 있습니다. 이에는 NASA 뿐만이 아니라 미국과 유럽의 여러 대학, 연구기관의 과학자들이 참여하고 있다고 하네요. Dawn위성의 제작도 NASA가 아닌 버지니아의 'Orbital Science'사가 하였답니다. 우리도 많은 위성들이 국가나 국립 연구기관에서만 만들어지지는 않지요. 이렇듯 우주 기술은 순수과학 연구기관들과 하이테크 기업들에게 일거리를 제공해주어 인력을 국내에 잡아두고 과학과 기술을 발전시키는 역할을 하게 되죠.

 

 여튼 Vesta의 비밀이 빨리 밝혀졌으면 좋겠네요. 소행성은 자원의 보고로도 불립니다. 금속 자원들이 상당하기 때문이지요. 이에 대한 이해는 미래에 분명 큰 도움이 될 것입니다.

 

 

 

 

 

 

 

6. 화성탐사로버 '오퍼튜니티', 3년간의 기록

 

 

 

 

 3개월이라는 수명을 훨씬 넘겨 아직까지 활동하고 있는 쌍둥이 화성탐사로버, '스피릿'과 '오퍼튜니티'... 허나 근래에 스피릿은 '트로이'라는 모래구덩이에 빠졌고, 그 결과 태양 전지판의 효율을 올리기 위한 이동을 하지 못해, 끝내 추운 겨울에 유명을 달리하게 되었죠. 결국 지금 이 순간 '살아있는' 로버는 오퍼튜니티 뿐입니다. 

 

 그 오퍼튜니티의 2008년 9월부터 2011년 8월까지 빅토리아 크레이터에서 엔데버 크레이터로 20여km를 이동하기 까지의 기록들이 사진들을 연결한 동영상으로 공개되었습니다. 엄청난 사진들을 찍었지만 그 중 309장의 사진들을 연결하여 동영상을 만들었는데요. 동영상을 가만 보시면 '도대체 이게 뭔가...' 싶은데, 천천히 잘 보시면 마치 '움짤'처럼 서서히 이동하며 찍은 사진이라 매사진들이 연결되는 것을 확인 하실 수가 있습니다. 소리도 나옵니다.ㅋ

 

 

 

 

 영상에서 들리는 소리는 오퍼튜니티에 장착된 가속도계의 데이터를 변환한 것으로, 오퍼튜니티의 진동을 느낄 수 있는 소리라고 하네요. 재미있는 영상이라기 보다는, 화성의 황량함과, 그를 느릿느릿 이동하는 로버의 외로움을 느낄 수 있는 영상이라고 할 수 있겠습니다.

 

 보면서 느끼는게, 역시 사람이 갈 곳은 못되는 것 같네요. ㄷㄷㄷ 저 황량함이란...

 

 

 

 

 

 

 

7. 지구 바다 탄생 비밀의 실마리 : 허셜 우주 망원경

 

 

 

 

 허셜우주망원경은 유럽우주국, ESA의 원적외선 망원경입니다. 하지만 우주망원경을 많이 운영해본 NASA가 허셜우주망원경의 제작과 운용을 돕고 있지요.

 

 그 허셜우주망원경은 소행성대인 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에서 튀어나온 혜성인 'Hartley 2'를 분석하여 재미있는 사실을 발견하였습니다. 아, 우선 카이퍼 벨트에 대해 설명해드려야 겠네요. 위에서 Dawn위성과 Vesta 소행성을 설명하면서 화성과 목성 사이에 소행성대가 있다고 말씀드렸는데요. 또 있습니다. 바로 한 때 명왕성이라 불렸던 왜소행성이 있는 궤도 근처와 그 너머에 존재하는 소행성대가 그것이죠. 그게 카이퍼 벨트이고, 그곳에서 가끔 소행성들이 궤도를 이탈하며 혜성이 되고 있습니다.

 

 또 카이퍼 벨트와 유사한 것으로 '오르트 구름'에 대해서도 설명을 드려야 겠네요. 뭐 그냥 오른쪽 이미지로 설명은 끝내겠습니다. ^^; 카이퍼 벨트보다 엄청나게 크죠? 오르트 구름은 태양계가 형성될 때 내부로 유입되지 못한 파편들이 구성하고 있다고 할 수 있습니다. 역시 저곳에도 소행성들이 있고, 궤도를 이탈한 소행성들이 혜성이 되어 태양을 향해 접근하게 되는데요. 여기서 중요한 부분은, 오르트 구름의 천체들은, 태양계가 막 생겨날때 태양에 아주 가깝게 있었지만, 훗날 목성과 같은 태양계 행성들의 중력 영향으로 밖으로 날아갔다는 부분입니다.

(오르트 구름, 위키 : http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%98%A4%EB%A5%B4%ED%8A%B8_%EA%B5%AC%EB%A6%84)

 

 예, 여튼 카이퍼 벨트든 오르트 구름이든, 그러한 곳에서 유래된 혜성은 아시다시피 '꼬리'를 가지고 있는데요. 그 꼬리는 혜성이 태양쪽으로 접근하면서, 그 추운 명왕성 궤도 부근에서 마치 얼음이나 드라이아이스 같은 고체화된 액체나 기체가 태양빛을 받아 날아가며 생기게 됩니다.

 

 허셜우주망원경은 그 Hartley 2 혜성의 꼬리를 관찰해 성분을 분석 했는데요. 그 결과 꼬리에 함유된 물의 중수(Heavy water)의 비율이 지구의 바다와 같다는 것을 확인하였습니다. 아, 중수란, H20에서 하나의 수소(H)가, 일반적 수소의 원자량인 1이 아닌 2짜리 '중수소'로 되어 있는 경우를 말합니다. D20라고도 하죠. 

 

 그런데 이는 오르트 구름에서 유래한 혜성과는 크게 다른 결과였습니다. 오르트 구름에서 유래한 혜성들은 중수의 비율이 지구 바다에 비하면 꽤 높았거든요. 카이퍼 벨트에서 유래한 Hartley 2 혜성은 중수의 비율이 다른 혜성들의 절반이었습니다.

 

 지금까지 과학자들은 카이퍼 벨트에서 유래한 혜성의 물에는 중수의 비율이 지구의 바다는 물론 오르트 구름의 소행성, 혜성들보다 높을 것이라 생각했습니다. 왜냐하면, 태양계가 생겨날 때 태양계 중심부의 중수 비율은 낮았고(그래서 지구도 낮고), 오르트 구름의 천체들은 원래 태양에서 멀었던 카이퍼 벨트 천체들과는 다르게, 한 때 태양계 중심부에 있다가 밖으로 날아간 천체들이기 때문에 낮은 중수 비율을 가진 물을 가지고 날아 갔을 것이기 때문이죠. 그 물은 명왕성 보다도 먼 곳에서 얼음이 되어 성분변화없이 고정되어 있을 것이라 생각했구요.

 

 그래서 지금까지 과학자들은 지금 지구 바다의 중수의 비율을 설명하려면, 지구가 형성될 때 애초에 중수 비율이 낮은 상당한 물을 가지고 있었고, 지구 물의 10% 정도만 카이퍼 벨트나 오르트 구름도 아니고, 화성-목성 소행성대의 소행성들이 그나마 기여하지 않았을까, 라는 생각을 해 왔습니다. 그래야 중수 비율이 계산상 맞으니까요.

 

 하지만 '우리가 생각하고 이해하는 태양계의 진화과정대로라면', 카이퍼 벨트는 지금은 아니지만 한 때 오르트 구름의 천체 보다 태양에서 멀어 중수비율이 높아야 하는데도 불구하고, 허셜우주망원경이 관측을 해보니 카이퍼 벨트에서 튀어나온 혜성의 중수 비율이 지구의 바다와 같았던 겁니다. 이건 우리가 태양계의 진화과정, 또는 초기 상황등을 잘못 알고 있다는 것을 의미합니다. 오르트 구름이나 카이퍼 벨트의 형성, 또는 태양계 중수의 비율들 말이죠.

 

 또 결과적으로는, 지구의 물이 화성-목성 소행성대는 물론 카이퍼 벨트에서 유입되어도 지구 중수 비율에 아무런 문제가 없다는 것을 의미하기 때문에, 지금 예상하는 10%보다 훨씬 높은 수준으로 소행성과 혜성들이 기여하였을 가능성이 큽니다. 그래서 이 관측 결과는 우리의 이론을 혼란스럽게는 하고 있지만, '이렇게나 많은 지구 물의 기원'이라는 아직도 논란이 많은 주제에 대해서는 답을 내려줄 중요한 단서가 되고 있지요. 재미있지 않습니까? ^^ㅋ 이것이 과학의 발전이지요.

 

 

 

 

 

 

 스마일루의 코스모스

 

2011년 10월, 2/2

NASA 메인

 

- fin -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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