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중국도 ‘공포의 9분’ 이기고…화성 착륙 성공

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미·러 이어 세계 세번째 화성 착륙 국가로

미 바이킹2호 착륙했던 유토피아평원 착지

탐사차 ‘주룽’, 90일간 이동하면 탐사 활동


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화성에 착륙하는 톈원 1호(상상도). 위키피디아 동영상 갈무리

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중국의 첫 화성 탐사선 `톈원(天問) 1호'가 15일 화성에 착륙했다. 이로써 중국은 미국, 러시아에 이어 세번째 화성 착륙 국가가 됐다.

중국국가항천국(CNSA)은 톈원 1호가 이날 오전 7시18분(현지시각) 화성에서 가장 큰 충돌분지인 유토피아 평원에 성공적으로 착륙했다고 발표했다.

유토피아 평원은 평평한 곳이 많아 화성에서 착륙하기가 가장 수월한 곳 가운데 하나다. 과학자들은 착륙지인 길이 3300km의 유토피아 평원 땅속에 많은 얼음이 존재하는 것으로 추정한다. 1976년 미국의 바이킹 2호도 유토피아평원에 착륙했다. 톈원1호는 바이킹2호보다 남쪽 지역을 택했다.

지난해 7월23일 지구를 출발한 톈원1호는 지난 2월10일 화성 궤도에 도착한 뒤 그동안 과학 데이터를 수집하면서 착륙을 준비해왔다. 톈원1호는 궤도선, 착륙선, 탐사차 3가지로 구성된 세계 첫 `트리플 탐사선'이다.

이탈리아 볼로냐전파천문학연구소의 행성과학자 로베르토 오로세이(Roberto Orosei)는 과학저널 `네이처'에 “이번 화성 탐사는 미국이 수십 년에 걸쳐 한 일을 한번에 해내고 있다는 점에서 중국으로선 거대한 도약"이라고 평가했다.

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중국의 화성 탐사로버 ‘주룽’ 착륙지점(노란색 글자). NASA/ABC

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지질 분석, 얼음 탐색, 기상 관측 3가지 임무


착륙선에 실려 있는 탐사차 '주룽'(祝融, 불의 신이란 뜻)은 며칠 후 착륙선을 빠져나와 90일 동안 화성 표면을 이동하며 탐사 활동을 벌일 예정이다.

주룽에는 카메라와, 토양과 암석 조성을 분석하는 센서, 땅속 얼음을 탐색하는 레이더, 기상 관측장비, 자기장 감지기 등 7가지 장비가 실려 있다. 이 장비들을 이용해 화성 지질을 분석하고 얼음 찾으며 기상을 관측하는 것이 주룽의 임무다. 주룽이 수집한 데이터들은 궤도선을 통해 지구로 전송된다. 궤도선이 통신 중계소 역할을 한다.

무게 240kg인 주룽은 바퀴가 6개이며, 4개의 태양 전지판으로 동력을 만들어낸다. 주룽의 설계 활동 수명은 90일이지만 이전의 미국 화성 탐사차들이 그랬던 것처럼, 그 이후에도 상당기간 더 활동할 수 있을 것으로 예상된다.

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착륙 후의 톈원 1호(상상도). 위키피디아 동영상 갈무리

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미국의 화성 착륙 방식과 다른 점은?


대기 밀도가 지구의 100분의 1에 불과한 화성에 착륙하는 과정은 ‘공포의 7분’으로 불린다. 우주선의 속도를 줄일 수 있는 대기 마찰력이 적어 지상 충돌 위험이 크기 때문이다. 시간은 하강 방식 설계에 따라 조금 달라질 수 있다. 중국 언론에 따르면 톈원1호의 착륙 과정은 9분에 걸쳐 진행되도록 설계돼 있다.

주룽의 착륙 방식은 지난 2월 화성에 착륙한 미국항공우주국(나사)의 퍼시비런스와 크게 두가지 면에서 다르다. 하나는 궤도에 도착해 곧바로 착륙에 들어간 퍼시비런스와 달리 궤도선에서 상당기간 머물다 착륙을 시도한다는 점이다. 다른 하나는 공중에서 줄을 내려뜨리는 `스카이크레인' 방식을 사용한 퍼시비런스와 달리, 주룽은 일단 모선에 실려 착륙한 뒤 떨어져 나온다는 점이다.

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톈원 1호는 궤도선, 착륙선, 탐사차 3가지로 이뤄진 첫 ‘트리플 탐사선’이다. CNSA 제공

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신화통신에 따르면 텐원 1호 착륙선은 이날 새벽 4시(베이징 시각 기준) 궤도선에서 분리돼 화성 표면을 향해 하강을 시작해 3시간만에 고도 125km 화성 대기권에 진입했다. 대기권 진입 시의 속도는 초속 4.8km. 열 차폐막을 앞세워 낙하하던 톈원 1호는 화성 표면에 가까와지면서 낙하산을 펼쳐 1차 감속한 뒤, 2차로 역추진 로켓을 이용해 속도를 더 늦췄다. 이어 화성 표면 100미터 지점에서 레이저 유도 시스템으로 장애물 파악한 뒤 안전한 평지에 착륙했다.

이날 톈원 1호가 착륙에 사용한 열 차폐 기술은 선저우 유인 우주선의 대기권 진입 기술을, 역추진 착륙 기술은 달 탐사선 창어3~4호 착륙 기술을 적용했다.

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궤도선에서 바라본 착륙 지점 일대. CNSA 제공

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앞서 지난 2월 화성에 착륙한 미국의 퍼시비런스는 이미 5차례의 시험비행과 1차례의 산소 발생 시험에 성공했으며, 최근 표본 수집을 위한 이동을 시작했다.

옛 소련이 세계 최초로 화성탐사선을 보낸 1960년 10월부터 톈원1호 발사 전까지 세계적으로 45차례의 화성 탐사가 시도됐지만, 성공적으로 임무를 마친 것은 절반이 안된다. 중국은 2011년 러시아 우주선에 실어 궤도선 '잉훠(螢火) 1호'를 쏘아 올렸으나 지구 궤도를 벗어나는 데 실패한 바 있다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr

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