태양계 全행성에 ‘使臣’을 보내다

태양계의 막내 행성인 명왕성을 향한 탐사 대장정이 17일 시작된다. 이날 오후 1시 반(한국 시간 18일 오전 3시 반) 미국항공우주국(NASA)의 명왕성 탐사선인 ‘뉴 호라이즌스’가 케이프커내버럴 우주기지에서 지구를 박차고 오른다. 1957년 10월 옛 소련이 인류 최초의 우주선인 스푸트니크를 쏘아 올린 뒤 약 49년 만의 일이다. 이로써 인류는 태양계의 모든 행성에 지구의 ‘전령(傳令)’을 내보내게 됐다. 인류의 다른 별 탐사는 궁극적으로 ‘인간 자신’을 더 잘 알기 위한 노력이다.

○ 美-蘇 체제경쟁이 탐사 촉발

인류의 우주 진출과 태양계 탐사는 냉전시대 미국과 소련이 벌인 체제 경쟁의 산물이었다. 스푸트니크 발사 성공으로 앞서 나간 소련은 1959년 9월 달을 향해 로켓을 발사하는 데 성공했다.

소련과 미국은 1966년 2월, 6월 앞서거니 뒤서거니 달에 무인 탐사선을 착륙시키는 데 성공했다. 이듬해인 1967년 10월에는 소련의 ‘베네라4’가 금성에 착륙하기 위해 대기권 진입에 성공해 행성 탐사 경쟁에도 불을 댕겼다.

그러나 환호는 잠시. 베네라4와의 교신이 끊겼다. 금성의 기압은 지구의 90배로 바다 밑 900m의 수압과 같아 우주선이 산산조각 났기 때문이다. 베네라4의 착륙 하루 뒤 미국의 ‘마리너5’는 금성을 근접 비행하며 기압을 측정해 베네라4의 교신 중단 원인이 기압 때문임을 밝혀냈다.

1968년 12월 인류 최초로 달에 발을 디딘 미국은 행성 탐사에서도 소련을 앞서 나갔다. 미국은 1971년 11월 ‘마리너9’을 화성 궤도에 안착시키는 데 성공했다. 소련은 NASA에 핫라인 개설을 요청해 ‘마르스2’와 ‘마르스3’의 화성 착륙에 필요한 정보를 제공받았다.

이후 태양계 탐사를 위한 각국의 협력 체제는 갈릴레오의 목성 탐사, 카시니-호이겐스의 토성 탐사로 이어지고 있다. 갈릴레오는 NASA와 유럽우주국(ESA)이, 카시니-호이겐스는 NASA와 ESA, 그리고 이탈리아우주국(ASI)이 공동 참여한 프로젝트다.

○ 성공 사례보다 실패 더 많아

달과 국제우주정거장(ISS), 우주왕복선과는 달리 태양계 탐사는 무인 우주선이나 탐사 로봇, 또는 탐사체를 이용해 진행됐다. 인명 피해는 일어나지 않았으나 많은 탐사선이 고장 나거나 우주 미아가 되는 사태가 빚어졌다.

소련의 베네라4가 금성 대기권 진입에 성공하기 전에 베네라1, 2, 3이 연이어 실패했다. 금성 표면에 무사히 내려앉아 교신에 성공한 소련의 탐사선은 ‘베네라7’이었다. ‘베네라6’까지는 시행착오의 연속이었다.

화성 탐사도 성공 사례보다 실패가 더 많았다. 인류는 달에 이어 화성을 집중적으로 탐사하려고 시도했다. 2002년까지 각국의 화성 탐사 시도는 모두 30차례. 그러나 이 중 성공은 10차례에 그쳤을 뿐이었다.

2003년 12월에는 ESA의 화성 탐사선 ‘마스 익스프레스’가 탐사 로봇 ‘비글2’를 화성에 내려 보냈다. 하지만 비글2는 아무런 신호도 보내오지 않았다.

○ 보이저1호 “태양계를 넘어…”

시간이 흐르면서 인류의 탐사 기술도 비약적으로 발전했다. 1997년 7월 화성에 착륙한 미국의 ‘마스 패스파인더’는 탐사 로봇 ‘소저너’를 발진시켰다. 달 이외에 탐사 로봇이 가동된 곳은 화성이 처음이었다.

2004년 1월에는 미국의 쌍둥이 탐사 로봇 ‘스피릿’과 ‘오퍼튜니티’가 화성에 안착했다. 쌍둥이 로봇은 당초 예상을 깨고 2년이 넘는 지금까지도 왕성하게 움직이고 있을 뿐 아니라 처음 계획한 탐사지역을 벗어나 활동반경을 계속 넓히고 있다.

탐사선의 수명 연장은 태양계 바깥으로 비행하는 것을 가능하게 했다. 먼저 미국의 ‘파이어니어10, 11’이 태양계의 가장자리로 날아갔다. 그러나 미국의 ‘보이저1’은 목성과 토성 탐사를 마친 뒤 1998년 2월 파이어니어를 추월했다.

보이저1은 2015년 태양계를 벗어날 것으로 보인다. 뒤이어 보이저2도 태양계를 이탈할 것으로 예상된다.

이진기자 leej@donga.com