보이저 1호 통신 복구…목소리 되찾았다[아하! 우주]

[서울신문 나우뉴스]

끊어졌던 보이저 1호와의 통신이 다시 연결됐다. 출처=NASA

미 항공우주국(NASA)는 가장 위대한 우주탐사 임무 중 하나인 보이저 1호가 지난 10월에 발생한 사고로 인해 통신이 두절됨에 따라 보이저호는 한동안 목소리를 잃었지만, 통신 복구에 성공함으로써 다시 업무를 시작했다.​

지난 1977년 지구를 떠난 이래 47주년을 맞이한 보이저 1호는 현재 지구에서 249억km 떨어진 성간공간을 항해하고 있다. 이 거리는 지구-태양 간 거리(1AU)의 약 166배에 이르며, 1초에 17km씩 더 멀어지고 있다. ​

붕괴되는 플루토늄에서 공급되는 전력이 줄어들면서 현재는 4개의 과학기기만 작동이 가능하지만, 놀랍게도 모두 원래 설계된 온도보다 낮은 온도에서도 작동을 원활하게 있다.​

NASA 엔지니어가 보이저 1호에 히터 중 하나를 켜서 기기에 부드러운 열 마사지를 하라고 명령했을 때, 전력 수준이 낮아서 안전 기능이 작동했다. 우주선의 결함 보호 시스템은 보이저 1호에 얼마나 많은 에너지가 남았는지 모니터링하고, 탐사선이 계속 작동하기에 에너지가 너무 적다고 판단되면 자동으로 불필요한 시스템을 끈다. ​

결함 보호 시스템은 스스로 주 X-밴드 송신기를 끄고 대신 저전력 S-밴드 송신기를 활성화했다. 그러나 보이저 1호와 지구 사이의 거리가 너무 멀기 때문에 S-밴드 안테나의 전송은 NASA의 심우주 통신망으로는 들을 수 없었는데, 이는 보이저 1호와의 통신이 사실상 단절되고 보이저가 지구로 전하는 목소리를 잃었다는 것을 뜻한다.​

NASA 엔지니어들은 11월 초에 문제를 해결할 수 있었고, X-밴드 통신은 11월 18일에 재개되었으며, 우주선은 다시 네 개의 나머지 기기에서 데이터를 반환해왔다. 즉, 저에너지 대전 입자 실험, 우주선(宇宙線) 감지 망원경, 삼축 플럭스게이트 자력계, 플라스마파 실험 등이다.

보이저 1호를 비롯해 성간공간을 항해하는 다른 탐사선들의 경로. 출처=NASA

보이저 1호가 통신 문제를 겪은 것은 이번이 처음이 아니다. 우주선은 확실히 노후화되고 있다. 2022년과 2023년에 보이저 1호는 왜곡된 원격 측정 데이터를 반환하기 시작했으며, 후자의 문제는 2024년 여름까지 해결되었다. 그리고 2023년에 쌍둥이 보이저 2호는 통신에 어려움을 겪었다. 이 최신 문제는 우주선과 그 하위 시스템이 실제로 얼마나 취약한지를 보여주는 예일 뿐이다.​

그런데도 두 보이저 우주선은 지금까지 저전력 수준에 굴복했을 것이라는 예측을 뛰어넘었다. 카이퍼 벨트 너머 가장 바깥쪽 태양계의 심층을 탐험하는 동안 남은 기기들은 계속 작동하고 있지만, 보이저 2호는 9월에 플라스마 과학기구를 꺼야 했다. 이는 두 우주선 모두 16년 만에 처음으로 끈 기구였다.​

또한 각 우주선은 총 에너지 예산에서 1년에 4와트의 에너지를 잃고, 탑재된 방사성 동위원소 열전기 발전기에서 붕괴되는 플루토늄이 줄어들기 시작하면서 수명이 점차 단축될 것이다. 그래도 앞으로 3년을 더 넘겨 반세기를 맞이할 수 있을 것으로 보이며, 만약 그럴 수 있다면 인류의 우주탐험사에서 훌륭한 업적이 될 것이다. ​

두 보이저는 이제 오래되어 지속적인 보살핌이 필요할 수 있지만, 그들은 진정한 개척자들이다. 1977년에 몇 주 차이로 발사된 그들은 외 태양계를 탐험하고, 이오 화산의 복잡한 구조를 포함하여 목성과 토성의 위성에 대한 풍부한 세부 정보를 발견했으며, 천왕성과 해왕성을 방문한 유일한 우주선으로 기록되었을 뿐더러, 카이퍼 벨트를 깔끔하게 통과하고 태양권계면을 벗어나 성간공간에 진입했다.​

보이저 1호는 현재 기대 수명을 훨씬 넘었으나 전력 사정에 따라서 2036년까지는 지구와 통신할 수 있을 것으로 예상된다.​

그러나 결국 전력이 고갈되면 지구와의 통신이 끊어진 보이저 1호는 우주의 미아가 되겠지만, 그래고 그 항해는 멈추지 않고 우리은하 속 긴 궤도로 영원히 떠돌면서 외로운 길을 나아갈 것이다.

이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

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