[Cosmos] NASA, 12월2/2: SLS프로젝트, 블랙홀제트, 큐리어시티가동, 카시니탐사선, Dawn탐사선 등

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

화성으로 가려면 할 것이 너무 많다!!!

그래도 이제는 진짜 시작이다.

 

 

 

 

 

 

스마일루의 코스모스

 

2011년 12월, 2/2

NASA 메인요약

http://www.nasa.gov

 

 

 

 

 

 

- 순 서 -

 

1. 70여개의 우주항공 회사가 차세대 추진체를 논의하다

2. 가장 작은 블랙홀에서 '심장 박동'을 감지하다 : Rossi X-ray Timing Explorer

3. '큐리어시티', 벌써 실험 장비 작동 시작!

4. '카시니 탐사선', 이번엔 위성 Dione에 접근

5. 'Dawn 탐사선', 최저궤도에 돌입

 

 

 

 

 

 

 

1. 70여개의 우주항공 회사가 차세대 추진체를 논의하다

 

 

  이번 NASA 메인에는 차세대 우주선&발사체와 관련된 이야기가 7개중 3개나 되었습니다. 지금 이 소식과 더불어 지난번에 전해드렸던 오리온 우주선의 수중 낙하실험소식이 또 있었고, 2011년 마지막 J-2X 엔진 실험인 10번째 시험 분사가 100% 출력으로 성공적으로 끝났다는 소식이 그것이었죠. (그래서 그 소식은 생략했다는;;;)

 

  확실히 NASA가 박차를 가하고 있습니다. 탐사가 지구궤도, 달, 태양계 행성과 위성들로 이어지고 나서, 이제 '개척'이 지구궤도, 달 태양계 행성과 위성으로 이어지는 것이지요. 지구궤도에는 국제우주정거장, ISS가 있고 그곳에서 과학실험들이 진행되고 있으니 작지만 어느정도 개척이 된 상태입니다. 다음은 달이겠죠? 달에도 지구궤도의 ISS와 같은 기지가 건설되야 할 것 입니다. 또 그 다음도 생각해야 하구요. 뭐 그런 큰 그림이 아니어도 NASA 입장에서는 중국같은 후발주자들이 따라오는 것도 더 문제겠지요.

 

   여튼 그렇게 개발이 진행되고 있습니다. 이번 12월 15일 NASA의 마샬(Marshall) 우주 센터에서 70개 기업, 120여명의 우주항공업체 관계자들이 모여서 차세대 발사체에 대해 토론하는 'Space Launch System's (SLS) Advanced Booster Industry Day' 모임을 가졌습니다. 'SLS'라는 계획 중에서도 '차세대 추진체'와 관련된 산업체 모임이었던 것이죠. NASA는 민간 업체들과 함께 어떻게 하면 SLS 개발 과정에서의 시행착오를 줄여 더 빠르게 목표로 하는 기술을 개발할 수 있을지에 대해 연구를 진행할 듯 합니다.

 

  당황스럽게도 SLS라는 이름을 전 처음 들었는데, 너무 평범한 이름이라 뭔가 하고 찾아보니, 오리온 우주선, 아레스 로켓, J-2X 엔진, 지난 시간에 다룬 이동식 발사대 등을 모두 포괄하는, 맨 위 이미지에 있는 저 완성품 자체를 일컫는 명칭으로도 사용되더군요. 그 완성품을 만들어 내기 위한 노력이 계속되고 있는것이구요.

(참고 : SLS, wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Launch_System)

 

  NASA 홈페이지에 가면 'Space Launch System's (SLS) Advanced Booster Industry Day' 와 관련된 19Mb짜리 PDF파일이 있는데요, 그곳에 SLS의 목적이 잘 나와 있습니다.

 

 

SLS is a national capability that empowers entirely new exploration for missions of national importance.

SLS 프로그램은 국가 중요 임무를 위해 완전히 새로운 (우주) 탐사를 돕는 국가적 역량이다.

 

Program key tenets are safety, affordability, and sustainability.

프로그램의 핵심 신조는 안전성, 경제성, 그리고 지속가능성이다.

 

http://www.nasa.gov/pdf/611471main_Adv_Booster_Ind_Day_121411_FINAL_2.pdf

해당 링크 PDF 9페이지에서 일부 발췌

 

 

  개발중인 오리온 우주선과 아레스 로켓등의 차세대 발사체, 즉 SLS가, 기존의 아폴로 계획에서 사용된 새턴V로켓이나 아폴로 우주선보다 진보되고, 우주왕복선보다 경제적이고 안정적인 것을 목표로 하고 있다는 사실이야 널리 알려져 있었지만, 'SLS 프로그램은 국가 중요 임무를 위해 완전히 새로운 (우주) 탐사를 돕는 국가적 역량이다.'라고 언급한 것은, 뭐 우주개발이라는 것이 원래 그런것이니 당연한 사실이지만, 이렇게 언급되어 있으니 새롭네요. 우주 개발이 과학 발전, 인간의 호기심 해결, 경제적 목적을 떠나, 미국의 국익과 부합한다는 것이죠. 우리는 우리나라의 우주 개발, 발사체 개발에 대해서 어떻게 생각하고 있나요?

 

 

 

    또 SLS 발사체로 얻고자 하는 탑재체 중량이 70톤, 미래에는 130톤입니다. 달착륙에 쓰인 무식하게 큰 새턴V로켓의 탑재체 중량이 118톤이었는데요. 보시면 고체 부스터를 달아 몽땅 다 버렸던 새턴V로켓과는 달리 재활용 부분이 생겼고, 상단 탑재체 부분에 필요에 따라 유인 우주선인 오리온 우주선을 장착하거나, 화물용 페어링을 장착할 수 있도록 계획하였습니다. 멋지네요. 또 3단이 아니고 2단입니다.

 

  이제 부터 진짜 시작되는 것 같습니다. SLS 프로그램은 단순히 좀 더 좋은, 21세기형의 새턴V로켓을 만드는 것이 아닙니다. 기존 인류의 우주개발 방식을 넘어서, 전과 다르게 훨씬 자주 우주에 사람을 보내려는 노력이고 우주 탐사가 아닌 '개척'의 시작이 될 프로그램입니다. 2017년 부터 시험 발사가 시작될 계획이라고 하네요. 기대해 봅시다. ^^

 

 

 

 

 

 

 

2. 가장 작은 블랙홀에서 '심장 박동'을 감지하다

: Rossi X-ray Timing Explorer

 

 

 

 

  여러 나라의 천문학자들로 이뤄진 팀이 NASA의 'Rossi X-ray Timing Explorer' 위성을 이용하여 블랙홀이 일정 간격으로 마치 '심장 박동'처럼 X선을 뿜어내는 현상을 발견했습니다.

 

  우선 Rossi X-ray Timing Explorer는 1995년에 발사된 위성입니다. 굉장히 오래되었죠? 허블 우주망원경에 이어서 두번째로 오랫동안 우주를 관찰하고 있는 위성입니다. X선을 발산하는 블랙홀과 펄서와 같은 중성자별 등을 관찰하는 임무를 띄고 있습니다.

 

  이 위성을 통해 2003년에 GRS 1915-105라는 블랙홀-별의 쌍성계가 확인되었고, 최근에 IGR J17091-3624라는 또 다른 블랙홀-별의 쌍성계가 확인되었는데요. GRS 1915에서는 40초 간격으로 X선을 뿜어내고, IGR J17091는 5초 간격으로 X선을 뿜어낸다고 합니다. 재미있는건 GRS 1915는 태양 질량의 14배로, 하나의 별이 붕괴되어 블랙홀이 생기는 경우 생성된 블랙홀이 가질 수 있는 최대의 질량근처이고, IGR J17091는 태양 질량의 3배로, GRS 1915과 반대로 가장 작은 질량 근처라는 겁니다.

 

  네덜란드 암스테르담 대학에서 일하는 Diego Altamirano라는 천체물리학자는, 쥐의 심장 박동이 코끼리 보다 빠른 것에 이를 비유하였는데요. 뭐 과학적으로 원리면에서 통하는 맥락은 없지만, 블랙홀에서의 이런 '심장 박동'은 블랙홀 '사건의 지평선'에서 생기는 일 때문이라고 생각되고 있고, 이 '심장 박동'이 크기와 연관이 있기 때문에, GRS 1915-105와 IGR J17091-3624의 '심장 박동'에 대한 연구는 블랙홀 '사건의 지평선'에 대한 이해를 높이게 되는 시작이 될 것이라고 하네요. 흥미진진하군요. 스티븐 호킹이 블랙홀의 엔트로피는 부피가 아닌 사건의 지평선의 표면적에 비례한다는 연구결과를 발표했던 것도 생각나구요. 관련있지 않을까요? 너무 막 던지는건가...

 

 

 

 

 

 

3. '큐리어시티', 벌써 실험 장비 작동 시작!

 

 

 

  엄청난 관심속에 발사된 꿈의 탐사선 '큐리어시티'! 벌써 5130만km나 날아갔습니다! 지구 공전속도를 얻어 날아가고 있기 때문에 엄청나게 빠르죠. 그래도 아직 5억6700만km 중에서 10분의 1도 날아가지 않은 상황입니다. 한참 남았죠 뭐.

 

  하지만 벌써 큐리어시티는 탐사장비를 작동시켰다고 하는데요, 바로 Radiation Assessment Detector (RAD) 장비입니다. 우주 공간에서의 방사선을 측정하는 장비인데요. 화성에 착륙해서 화성 표면의 방사선을 측정하는 장비로 사용되기도 하지만, 지금 화성으로 날아가는 도중에 RAD를 작동시키면, 주변 차폐물이 큐리어시티를 둘러싸고 있는 상황속에서 큐리어시티가 받는 방사선량을 측정할 수 있습니다. 그렇게 되면 마치 가상으로 화성으로 날아가는 유인우주선 속의 우주 비행사가 받을 방사선을 측정하는 셈이 됩니다.

 

  달착륙 같은 경우에는 잠깐이기 때문에 받는 방사선량이 거의 안되고 우주선이 충분히 차폐를 해주지만, 화성으로 가는 시간은 수개월이 걸리기 때문에 우주선의 방사선 차폐능력이 왠만큼 충분하다해도 조금씩 방사선이 들어오게 된다면, 그 방사선량이 무시못할 수준이 될 수도 있습니다. 또 방사선이 들어와 다른 원자와 충돌해 이차 입자가 생길수도 있다고 하네요. 그걸 RAD로 한번 측정해 보는 것 입니다.

 

  이렇게 해서 얻은 정보는 앞으로 화성에 사람을 언젠가 보내게 될 때 유용한 자료가 되겠지요. 큐리어시티의 차폐 정도일 때 내부로 들어오는 방사선이 얼마나 된다, 라는 것을 알 수 있고, 그를 유인 우주선 설계에 반영할 수 있으니까요. 벌써부터 큐리어시티가 잘하고 있군요.ㅋㅋ

 

 

 

 

 

 

4. '카시니 탐사선', 이번엔 위성 Dione에 접근

 

 

 

  위의 사진은 카시니 탐사선이 찍은 사진인데요. 사진에서 가장 큰 것이 토성의 위성 디오네Dione이고, 쭉 그어진 선은 토성의 고리이며, 작은 두 위성은 어느게 어느 것인지는 잘 모르겠지만 아마도 큰 것이 에피메데우스Epimetheus이고 작은 것이 판도라Pandora 위성일 겁니다. 판도라? 영화 '아바타'에 나오는 행성이름이죠? 영화에서도 판도라 행성은 거대한 가스 행성을 돌고 있었는데 말이죠. 아, 그러면 위성이겠군요. 아무튼.

 

  카시니 탐사선의 소식은 이미 여러번 전해드린 것 같습니다. '10월 1/2'에서 토성 엔켈두라스 위성에서 물을 확인했다는 소식, '12월 1/2'에서는 토성 엔켈두라스의 표면을 정밀하게 촬영했다는 소식을 전해드렸었죠.

 

  이제는 카시니 탐사선이 토성의 최대 위성인 '타이탄'을 향해 가고 있습니다. 그 와중에 디오네 쪽에서 찍은 사진입니다. 어떻게 보면 볼품 없는 사진 같기도 하지만, 생각해보면 굉장히 경이로운 사진이지 않나요? 상대적으로 봤을 때 디오네가 저 사진에 나온 것 만하다면, 저 사진의 크기보다 3백만배는 큰 토성이 오른쪽인지 왼쪽인지는 몰라도 위치하고 있는 상황입니다. 지금 모니터 오른쪽이나 왼쪽에 저 사진보다 3백만배 큰 원을 생각해보세요! 그 사이를 날아가고 있는 카시니 우주선을 생각하면, 이건 뭐 거의 흔히 '목성 공포증', '토성 공포증'이라고 불리는 그런 현상이 일어나려고 하지요. ㄷㄷㄷ 실제 크기는 어떻겠습니까? ㄷㄷㄷ

 

  카시니 탐사선이 찍은 원본 사진들은 다음의 링크에서 보실 수 있습니다. 엉망으로 촬영된 사진들도 있긴 합니다만, 궁금하시면 한번 보세요. 카시니 탐사선이 토성 위성들의 고해상도 사진을 팍팍 찍어내고 있네요. 독특한 지형들도 많이 발견하구요. 수고가 많습니다.

 

  (카시니 탐사선 사진 원본이미지 사이트 : http://saturn.jpl.nasa.gov/photos/raw/)

 

 

 

 

 

 

5. 'Dawn 탐사선', 최저궤도에 돌입

 

 

 

  Dawn 탐사선에 대해서는 '10월 2/2'와 '12월 1/2'에서 설명해드렸었습니다. 화성-목성 사이의 소행성대를 탐사하는 최초의 위성으로, 현재는 Vesta라는 소행성을 탐사하고 있는데요, 최근 Vesta의 3D 이미지를 촬영하기도 했고, 이제 아주 저궤도에서 전체적으로 해상도가 높은 지도를 만들고 있다고 말씀드렸었습니다.

 

  지금 현재 210km높이에서 고해상도 사진을 찍고 있는데요, 그 결과 얻은 사진 중 하나가 위의 이미지입니다. 그런데 좀 특이한 부분이 보이시지 않나요? 오른쪽 부분 말입니다. 해상도가 떨어져 뭉게진것 같기도 하지만, 바람이 불었던 것 같은 듯한 표면이 보입니다. 물이 흘렀던 것 같기도 하고 말이죠.

 

  이에 대해서는 NASA 홈페이지에서 언급이 없습니다. 제가 글을 올리다가 본 것인데, 어떻게 해서 생성된 지형일까요? '10월 2/2'에서 설명 드렸던것 처럼, 애초에 Vesta 표면에는 특이한 부분들이 많습니다. 소행성대에서 생성 초기에 마구 충돌하면서 생겼을것으로 추정되는 특이한 지형들이 많은데요. 저 부분도 그런 부분중 하나가 아닐까 싶습니다. 특이하죠? 왜 저런지형이 생겼을까요? 태양계 초기에 정신이 없었을 소행성대에서는 무슨일이 일어났던 걸까요? 

 

  2012년에는 Dawn 위성이 Vesta를 떠나서 Ceres로 가게 될 것이라고 합니다. 2015년 2월에 도착한다고 하네요. Ceres는 소행성대에서 가장 큰 천체로, 모양이 구형이라 국제천문연맹이 명왕성을 행성의 지위에서 탈락시키며 정의한 행성의 정의에 따라 '왜소행성'으로 분류됩니다. 허나 그렇게 큰 Ceres는 오늘날 제대로된 표면 사진 조차 없는 상황입니다. Dawn 위성이 위 사진처럼 정밀한 사진들을 찍어다 주겠죠? 물도 있을 가능성이 크다고 하는데요, 기대가 됩니다. ^^

 

 

 

 

 

 

스마일루의 코스모스

 

2011년 12월, 2/2

NASA 메인

 

- fin -

 

 

 

 

 

 

 

 

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