[과학핫이슈]이카루스의 꿈

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미 항공우주국(NASA)은 지난 12일(현지시각) 인류 최초 태양 탐사선 파커를 탑재한 로켓을 발사했다.
<미 항공우주국(NASA)은 지난 12일(현지시각) 인류 최초 태양 탐사선 파커를 탑재한 로켓을 발사했다.>

그리스 신화의 이카루스는 아버지가 만든 날개를 달고 크레타 섬을 탈출했다. 새의 깃털과 밀랍으로 만들어진 날개를 단 이카루스의 욕심은 태양을 향했다. 하늘 높이 올라가지 말라는 아버지 경고를 잊고 태양에 다가서자 날개를 붙인 밀랍이 녹았다. 이카루스는 에게해에 떨어져 죽었다. 미지의 세계를 알고 싶어 하는 인간의 욕망이 얼마나 강한지 알려주는 이야기다.

현대과학이 이카루스가 이루지 못한 꿈에 다시 도전한다. 태양탐사선 '파커'가 새의 깃털과 밀랍을 대신한다.

미 항공우주국(NASA)은 지난 12일(현지시간) 인류 최초 태양 탐사선 '파커'를 탑재한 로켓을 발사했다. 탐사 프로젝트명은 '태양을 만져라(Touch the Sun)'다. 탐사체 이름은 물리학자 유진 파커에서 따왔다. 그는 태양풍을 이론화한 논문을 발표, 센세이션을 일으켰다. 파커는 길이 3m, 무게 685㎏로 자동차 크기 탐사체다. 속도는 시속 70만㎞로 인간이 만든 비행체 가운데 가장 빠르다. 파커는 10월 금성을 지나 11월 섭씨 150만도의 태양의 대기 상층부 코로나를 뚫고 태양 표면 600만㎞까지 접근한다. 이후 7년간 태양 주변을 24바퀴 돌며 태양 활동을 관측한다.

태양 탐사선 파커 사진: NASA, 존스홉킨스 연구소
<태양 탐사선 파커 사진: NASA, 존스홉킨스 연구소>

파커는 시뻘겋게 타오르는 태양의 궤도를 무사히 돌 수 있는 방열시스템(TPS:thermal protection system)을 갖췄다. 일종의 탄소 샌드위치로 97%가 공기인 4.5인치 두께의 탄소 발포체를 탄소 복합체가 감싸고 있다. 지름이 거의 2.5미터에 달하지만 경량 소재를 사용해 무게는 약 73㎏밖에 나가지 않는다. 방열판은 패널 두 개로 구성된다. 태양 에너지를 멀리 반사시키기 위해 태양을 향한 쪽은 흰색 코팅을 했다. 파커가 태양에서 600만㎞ 떨어진 궤도를 돌 때 방열판 온도는 1400도까지 올라가지만 탐사선 내부 온도는 29도에 불과하다.

파커에는 태양전지판 냉각 시스템과 오류 관리 시스템도 적용됐다. 태양전지 냉각시스템은 태양의 강렬한 열 부하에도 무리 없이 전력을 생산한다. 오류 관리 시스템은 7개의 태양 센서로부터 들어오는 자료를 이용해 탐사선이 지구와 통신할 수 없는 상태에서도 장기간 우주선을 보호한다. 탐사선이 지구와 교신이 끊겨도 스스로 항로를 수정하고 냉각 시스템을 가동한다.

파커가 태양 궤도에 안정적으로 진입하면 이때부터 '본업'을 시작한다. 파커는 7년간 총 6회 이상 코로나 속으로 진입할 예정이다. 지구에 영향을 미치는 우주기상 관련 정보를 수집, 지구로 보낸다. 파커의 주 관찰 대상은 태양풍, 코로나다.

미국 물리학자 유진 파커가 자신의 이름을 딴 태양 탐사선 파커를 실은 로켓 발사 장면을 지켜보고 있다.
<미국 물리학자 유진 파커가 자신의 이름을 딴 태양 탐사선 파커를 실은 로켓 발사 장면을 지켜보고 있다.>

태양의 대기 온도는 하층부인 채층부터 상승하기 시작해 상층부인 코로나에 이르면 수백만 도까지 오른다. 이 온도에서는 양(+) 전하를 띠는 양성자와 음(-) 전하를 띠는 전자가 분리된 '플라스마(plasma)' 상태로 원자가 존재한다. 태양은 엄청난 양의 플라스마를 대기권으로 쏟아내는 데 이를 태양풍이라 부른다.

태양은 매초 약 100만톤 태양풍을 배출한다. 지구 공전궤도에 도착할 때 속력은 약 200~750km/s 이다. 태양풍이 초음속으로 가속되는데 이 지점을 아직 파악하지 못했다. 태양 대기의 가장 바깥 가스층인 코로나에서 일어나는 것으로 추정할 뿐이다. 태양풍은 우주기상을 결정한다. 전파를 교란하는 등 다양한 영향을 미친다.

코로나는 태양 표면을 뛰어넘는 엄청난 고온 상태를 유지한다. 태양 표면 온도는 화씨 약 1만도(섭씨 5538도)다. 코로나는 이보다 수백배나 더 뜨거워 화씨 수백만도까지 올라간다. 태양 표면에서 멀리 떨어진 곳이 더 뜨거운 '기현상'이지만 원인을 알지 못한다.

NASA가 이번 탐사를 위해 들인 비용은 15억달러(약 1조7000억원). 큰 비용이지만 태양이 품고 있는 미스터리를 푼다면 '껌 값'에 다름없다.

최호 산업정책부기자 snoop@etnews.com

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