NASA, 태양계 내의 물과 바다를 찾는 프로젝트를 시작

 

NASA의 차세대 프로젝트

태양계에서 생명체가 존재할 가능성이 가장 유망한 환경 중 하나를 연구하기 위한 임무가 발사되었습니다.

목성의 위성 유로파를 탐사하기 위해 설계된 NASA의 유로파 클리퍼 우주선이 월요일 오후 12시 6분(미 동부 표준시)에 플로리다에 있는 NASA 케네디 우주센터에서 스페이스 X의 팰컨 헤비 로켓에 실려 발사되었습니다. 처음 예정된 발사일은 10월 10일이었으나 허리케인 밀튼으로 인해 지연되었습니다. 하지만 우주센터의 현장 팀이 허리케인이 지나간 후 발사 시설을 점검한 결과, 우주선을 다시 발사대로 복귀시키는 것이 승인되었습니다. 

현재 우주선은 성공적으로 궤도에 진입했으며, NASA는 발사 후 약 1시간 10분 후 유로파 클리퍼로부터 신호를 수신했다고 확인했습니다. 이는 미션 컨트롤이 우주선과 소통하고 데이터를 받고 있음을 의미합니다. 유로파 클리퍼의 대형 태양광 패널은 발사 후 3시간 만에 전개되어 우주선이 여정을 이어가는 데 필요한 전력을 공급할 것입니다.  유로파 클리퍼는 태양계에서 얼음으로 덮인 해양 세계를 연구하는 NASA의 첫 번째 우주선으로, 이 위성이 우리가 알고 있는 생명체가 살 수 있는 환경인지 여부를 확인하는 것이 목표입니다. 

NASA 제트 추진 연구소(JPL)의 과학 시스템 엔지니어 제니 캄피어는 NASA의 생중계에서 "이것은 우리의 발견 여정의 시작입니다. 유로파에 대해 배울 모든 것들이 정말 놀라울 것입니다. 모든 과학 분야가 여기에서 무언가를 얻을 수 있으며, 이곳이 생명체를 지탱할 수 있는 세계라면, 우리가 우주에서 차지하는 위치에 대한 이해가 달라질 것입니다."라고 말했습니다. 

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여기 컨셉 애니메이션에서 보여지는 플룸은 유로파를 덮고 있는 얼음의 균열을 통해 올라오는 것이 관찰되었습니다. NASA는 유로파 클리퍼 미션이 플룸의 원인을 알아내기를 바라고 있습니다.

클리퍼는 유로파의 두꺼운 얼음층 아래의 바다를 조사하기 위해 9개의 장비와 중력 실험 도구를 탑재하고 있습니다. 이 위성의 바다에는 지구의 바다보다 두 배나 많은 액체 물이 있을 것으로 추정됩니다. 

JPL의 프로젝트 과학자 로버트 파팔라르도는 성명에서 "이 장비들은 유로파에 대한 우리의 가장 시급한 질문들을 해결하기 위해 서로 협력할 것입니다. 우리는 유로파의 핵과 암석으로 이루어진 내부 구조에서부터 바다와 얼음 껍질, 매우 얇은 대기와 주변 우주 환경에 이르기까지 모든 것을 배울 수 있을 것입니다."라고 말했습니다. 

또한 이 우주선에는 전 세계에서 제출된 260만 개 이상의 이름과 미국 계관시인 아다 리몬이 쓴 시가 실려 있습니다. 52억 달러 규모의 이 임무는 2013년에 개념으로 시작되었으나, 발사까지의 여정은 결코 순탄치 않았습니다. 올해 5월, 엔지니어들은 우주선 일부 부품이 목성의 혹독한 방사선 환경을 견디지 못할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 그러나 팀은 필요한 테스트를 제때 완료하고, 9월에 발사 승인을 받아 13개월의 발사 지연을 피할 수 있었으며, 임무 계획, 목표 또는 경로에 대한 변경 없이 발사를 진행할 수 있었습니다. 

유로파 클리퍼를 완성하는 데 있어 올해가 가장 어려운 해였다고 유로파 클리퍼 프로그램 과학자 커트 니버는 말했습니다. "하지만 그 모든 과정 속에서도 우리가 한 번도 의심하지 않았던 것은 이 임무가 가치 있다는 점이었습니다."라고 니버는 말했습니다. "이번 임무는 수십억 년 전 살기 적합했을지 모를 세계가 아니라, 오늘날에도 살기 적합할 수 있는 세계를 탐험할 기회입니다. 우리는 최근에 발견된 완전히 새로운 유형의 세계, 즉 완전히 액체 물로 덮인 해양 세계를 처음으로 탐험하게 될 것입니다. 그것이 바로 유로파에서 우리를 기다리고 있는 것입니다." 

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유로파의 내부 구조를 묘사한 개념도입니다. 얼음으로 만들어진 바깥 껍질에서 입자가 분출되고 물로 이루어진 깊고 아주 넓은 바다; 바위가 많은 내부, 해저에 열수 분출구가 있을 가능성

 

발사 후 예상할 수 있는 것들

발사 이후, 우주선은 18억 마일(29억 킬로미터)을 여행하게 되며, 2030년 4월에 목성에 도착할 예정입니다. 그 과정에서 우주선은 화성과 지구를 각각 비행하며, 두 행성의 중력을 이용해 연료를 절약하고 목성으로 향하는 속도를 높일 것입니다. 유로파 클리퍼는 2023년 4월 유럽 우주국이 발사한 목성의 얼음 위성 탐사선 주스(Juice)와 협력할 예정입니다. 주스는 2031년 7월 목성에 도착해 목성과 그 위성들을 연구할 것입니다. 

유로파 클리퍼는 NASA가 행성 탐사를 위해 제작한 가장 큰 우주선으로, 그 크기는 100피트(30.5미터)에 달해 농구 코트보다 깁니다. 대형 태양광 패널 덕분에 우주선은 지구보다 태양에서 다섯 배 더 멀리 떨어진 유로파 탐사 동안 충분한 태양 에너지를 흡수하여 장비와 전자 기기들을 가동할 수 있습니다. 

목성에 도착하면 우주선은 유로파 표면에 착륙하지 않고 49번의 비행을 통해 임무를 수행할 것입니다. 처음에는 목성의 강한 자기장과 그로 인해 가속되는 전하 입자들이 우주선을 손상시킬 수 있다는 점 때문에 유로파 클리퍼가 목성의 가혹한 환경을 견딜 수 있을지 우려되었습니다. 하지만 엔지니어들은 이에 대한 해결책을 찾았습니다. 

유로파에 대한 각 비행은 2~3주마다 이뤄질 예정이며, 매번 우주선은 목성의 방사선에 하루도 미치지 않는 짧은 시간만 노출되었다가 다시 빠져나오게 됩니다. 비행 사이의 시간이 우주선의 트랜지스터가 방사선 노출로부터 회복하는 데 도움이 될 것입니다. 또한, 티타늄과 알루미늄으로 만든 특수 설계된 방호벽이 우주선의 민감한 전자 기기를 방사선으로부터 보호할 것입니다. 

결국 이 비행을 통해 유로파 클리퍼는 표면에서 16마일(25킬로미터) 이내의 가까운 거리까지 접근하며, 매번 다른 위치를 비행하여 유로파의 거의 모든 지역을 지도화할 것입니다. 임무가 완료되면, 우주선은 목성의 가장 큰 위성인 가니메데의 표면에 충돌해 임무를 마무리할 가능성도 있지만, 이는 아직 결정되지 않았습니다. 

생명체 존재 가능성에 대한 매혹적인 가능성

유로파 클리퍼는 유로파에서 생명체의 증거를 직접적으로 찾기 위해 설계된 것은 아니지만, 태양계 내 다른 행성의 해양에서 생명체가 존재할 수 있는지 확인하기 위해 다양한 장비를 사용할 것입니다.

천문학자들은 물, 에너지, 그리고 적합한 화학적 성분과 같은 생명체의 필수 요소들이 이미 유로파에 존재할 가능성이 있다고 믿고 있습니다. 이 우주선은 이러한 요소들이 생명체가 거주할 수 있는 환경을 만들 수 있는 방식으로 공존하는지에 대한 증거를 수집할 수 있을 것입니다. 

유로파 클리퍼는 유로파의 두꺼운 얼음 껍질의 정확한 두께와 그 얼음 껍질이 그 아래 바다와 어떻게 상호작용하는지, 그리고 유로파의 지질학적 특성을 조사할 것입니다. 과학자들은 유로파의 바다의 정확한 구성과 얼음의 틈을 통해 우주로 분출되는 물기둥의 원인을 알고 싶어 하며, 유로파의 표면 물질이 바다로 흘러 들어가는지 여부를 확인하고 싶어 합니다. 

이를 철저히 조사하기 위해, 유로파 클리퍼는 고해상도 이미지를 촬영하고 유로파의 표면과 얇은 대기의 지도를 작성할 수 있는 카메라와 분광기를 갖추고 있습니다. 또한, 열 감지 장비를 통해 물기둥 활동이 일어나는 위치와 얼음이 더 따뜻한 곳을 탐지할 수 있습니다. 자기계는 유로파의 자기장을 연구하고 유로파의 바다의 존재 여부와 깊이, 염분 농도를 확인할 것입니다.

얼음 관통 레이더는 약 1015마일(1525킬로미터) 두께로 추정되는 외부 껍질 아래를 탐사해 유로파의 바다에 대한 증거를 찾을 것입니다. 그리고 만약 유로파의 바다에서 우주로 분출되는 활성 물기둥이 있다면, 우주선의 질량 분석기와 먼지 분석기가 그 입자들을 '냄새 맡아' 성분을 분석할 수 있을 것이라고 존스 홉킨스 대학교 응용 물리 연구소의 유로파 클리퍼 부프로젝트 과학자 하지 코르트는 말했습니다. 

"질량 분석기와 먼지 탐지기의 데이터는 유로파가 생명체를 지탱할 수 있는 성분과 화학적 조건을 가지고 있는지 보여줄 것입니다."라고 코르트는 말했습니다. 모든 장비들은 각각의 비행 동안 최대한 많은 데이터를 수집하기 위해 작동될 것입니다. 유로파 클리퍼 팀은 유로파에서 우주선이 어떤 것을 발견하기를 기대하고 있는지, 그리고 그것이 우리 행성을 넘어 생명체를 찾기 위한 미래 탐사를 어떻게 열어갈 수 있을지에 대해 자주 질문을 받습니다. 

"제 생각에, 유로파 표면 바로 아래에 액체 물이 존재하는 곳과 표면에 유기물 증거가 있는 '오아시스' 같은 곳을 발견하는 것이 될 것입니다."라고 파팔라르도는 말했습니다. "그곳은 따뜻할 수도 있고, 물기둥의 원천일 수도 있습니다. 그것은 아마도 NASA가 미래에 착륙선을 보내 표면 아래에서 생명체의 징후를 직접 찾을 수 있는 장소가 될 수 있을 것입니다." 

 

 

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