[1997년7월] 패스파인더의 2주간 화성탐험... > 화 성

소저너 탐사일지


최소한의 노잣돈(약 2천4백억원)만 가지고 출발했던 패스파인더가 7개월의 긴 여행을 마치고 미국 독립기념일(7월 4일)에 화성땅 아레스계곡에 도착하는데 성공했다.
우주개척사상 처음으로 움직이는 로봇탐사차가 탑승했다는 점, 또 인류 초미의 관심사인 화성생명체를 확인하려고 한다는 점에서 패스파인더는 모든 지구인의 관심을 끌기에 충분했다. 패스파인더가 화성에 도착한 후 어떤 일을 겪고 있는지, 이를 지켜보는 지구인의 표정은 어떠한지 살펴보자.



도착 첫째날(7월 4일) 우표만한 첫 사진

패스파인더는 2백21번째 미국 독립기념일을 범태양계 축제로 승화시켰다. 1억9천1백만km(실제 비행거리는 4억9천7백만km) 떨어진 화성의 아레스계곡(Ares Vallis)에 도착한 시간은 미국 독립기념일인 7월 4일 오전 10시 7분 25초(미국 서부시간, 한국시간은 5일 오전 2시 7분 25초).

아레스는 그리스신화에 등장하는 '전쟁의 신'으로 로마신화에 등장하는 '마르스'와 같은 뜻이므로, 패스파인더는 화성의 화성을 방문한 셈이다. 그러나 NASA가 패스파인더의 착류지점으로 특별히 아레스계곡을 선정했던 이유는 이곳이 과거에 아마존강의 1천배에 달하는 물이 흘렀던 곳으로 추정되는 곳이기 때문이다. 만약 화성에 생명체가 살았다면 이곳에 퇴적됐을 가능성이 높다.

당초 목표했던 곳으로부터 남서쪽으로 19km 떨어진 곳에 착륙한 패스파인더는 90분 후 마치 꽃잎처럼 생긴 3개의 태양전지판을 열고 화성에 도착했다는 메시지를 지구로 보냈다. 그리고 우표만한 최초의 사진을 오후 4시 28분에 지구로 보냈다. 지구에서 이 사진을 받는데는 1백20분이나 걸렸다. 이것은 저감도 안테나를 이용했던 까닭이다.

사진에 나타난 아레스계곡은 황량한 사막으로 크고작은 바위들이 흩어져 있었다. 그리고 에어백이 완전히 벗겨지지 않은 채 패스파인더 착륙선 한쪽을 덮고 있는 모습도 보였다.



둘째날(7월 5일) 화성땅에 남긴 10cm 바퀴자국

착륙선을 덮고 있던 에어백이 제거되고, 오후 늦게 소저너가 착륙선에서 내려 화성땅을 밟았다. 소저너는 지구밖 외계행성의 흙을 밟은 최초의 로봇이 됐다. 패스파인더가 화성에 착륙한지 37시간 만의 일이었다.

이 역사적인 장면은 오후 10시 59분 지구로 전송됐다. 만약 조금만 늦었다면 화성에서 지구가 지기 때문에(지구에서 태양이 뜨고 지는 것과 마찬가지로) 전송이 어려웠을 것이다. 이날 소저너는 10cm 정도의 바퀴자국을 화성 땅에 남겼다.

소저너는 바퀴가 6개 달린 소형 탐사로봇 자동차다. 크기는 48cm(폭)×63cm(길이)× 28cm(높이)로 전자레인지만하고 무게는 10.5kg. 소저너는 작지만 맵다. 알파 양성자 X선 분광계(APXS)가 장착돼 있어 화성 토양을 분석하고 바퀴를 이용해 토양의 역학적 성질을 알아낼 수 있다. 알파 양성자 X선 분광기는 알파선을 쏘아 돌아오는 양성자와 X선을 분석해 물질의 구성성분을 알아낸다.

이번 화성탐사계획의 총책임자는 도나 셜리라는 여성. 그는 지금까지 모든 탐사장비에 남성이름을 붙여왔던 전례를 깨고, 여성 이름인 소저너라는 이름을 화성탐사로봇에 붙였다. 소저너는 흑인차별 철폐운동을 펼쳤던 여성운동가의 이름으로 12세 소녀가 응모했던 것이었다.



셋째날(7월 6일) 소저너를 깨우는 노래

소저너의 활동계획을 짜느라고 꼬박 밤을 새운 NASA의 연구원들은 오후 3시 45분 '당신에게 폭 빠졌어요'(Mad About You)라는 TV 프로그램의 주제가인 '마지막 국경'(Final Frontier)을 틀어 소저너를 깨웠다. 이 노래는 우주왕복선에 탑승한 우주비행사들을 깨울 때 쓰는 노래로 소저너 역시 그 전통을 잇게 한 것이다.

이날 소저너가 실시해야 할 실험은 두가지였다. 하나는 토양의 역학적인 성질을 조사하는 것이다. 6개의 바퀴 중 5개를 움직이지 않게 하고, 나머지 하나를 앞뒤로 움직여 바퀴자국의 깊이와 미세한 입자들의 움직임을 파악하는 실험이다. 두번째 실험은 '바너클 빌'이라는 가장 가까운 바위를 분석하는 일이다. 이 바위는 표면이 거칠고 따개비처럼 생겨서 이런 이름을 얻었다. 소저너가 바너클 빌에게 접근하기 위해선 70도 가량 회전하고, 바위와 분광계가 충분히 닿을 수 있도록 뒤로 움직이는 동작이 필요하다. 바위에 닿으려면 대략 36cm 정도 움직여야 한다.

이날 패스파인더는 360도 12색 고분해능으로 찍은 패스파인더 착륙선 주위의 파노라마 사진을 보내왔다. 이를 토대로 NASA 과학자들은 바위, 토양, 산 등에 각각 이름을 붙였다. 예를 들면 수평선 근처에 있는 산의 이름은 '트윈 픽스'다. 파노라마 사진을 분석한 과학자들은 트윈픽스에서 수평 띠가 보이는 것은 침식에 의한 퇴적층이기 때문이라고 밝혔다. 또 앞쪽에 나타난 각이 진 바위들은 가까운 크레이터에서 충격에 의해 날아온 것으로 보고, 둥글둥글하게 생긴 바위들은 화성이 진화할 때 수많은 홍수에 의해 운반됐기 때문이라고 추측했다.



넷째날(7월 7일) 일기예보 시작

화성에서 처음으로 일기예보가 시작됐다. 패스파인더는 어제의 기상상태와 앞으로의 기상변화를 지구에 보고했다. "어제 아레스계곡의 기온은 영하 60℃, 기압은 6.8밀리바였다. 바람은 남서쪽에서 가볍게 불어왔다. 오늘 오후의 기온은 영하 25℃이지만, 한밤중에는 영하 90℃까지 내려갈 것이다."

소저너가 바너클 힐을 분석한 자료가 도착했다. 소저너는 오후부터 '요기'(만화영화 주인공)라고 부르는 커다란 바위에 접근해 성분을 분석할 예정이다. NASA는 그동안 소저너가 보낸 자료를 바탕으로 화성 토양에 대해 간단히 분석했다. 화성 토양이 다양한 색변화를 보이는 것은 미네랄이 풍부하기 때문이라는 내용. 또 화성 토양 중 밝고 붉은 색을 띠는 것은 산화철이 존재한다는 것을 암시한다. 화성 토양은 녹이 슬어 있는데, 얼마나 빨리 녹슨 것인지는 아직 모른다.



다섯째날(7월 8일) 지구와 흡사한 바위 성분

소저너가 어제 보낸 바너클 힐에 대한 분석 자료는 과학자들을 깜짝 놀라게 했다. 이 바위는 규소를 매우 많이 함유하고 있었다. 이것은 이미 알고 있는 화성의 바위성분보다는 지구의 바위성분에 가까웠다. 바너클 빌은 지구의 화산암 중 가장 일반적인 안산암과 거의 비슷했다.

오늘의 화성 일기예보에 따르면 온도와 기압은 어제와 비슷하나 바람은 북서쪽에서 불었다. 패스파인더가 측정한 화성대기는 40km까지 먼지가 균일하게 분포하고 있었다. 이를 기초로 오는 가을에는 먼지가 더 증가해 가시거리가 짧아질 것이라고 과학자들은 내다봤다. 이는 로스앤젤레스시의 하늘을 덮고 있는 스모그와 대략 비슷한 정도다. 소저너는 오후 늦게 요기 주위의 토양 성분을 조사할 계획이다.



여섯째날(7월 9일) 요기 분석 완료

소저너가 요기에 대한 토양 분석을 마쳤다. 다음은 착륙선 왼쪽에 있는 흰색 바위들을 탐사할 예정이다. 이들은 '캐스퍼'(만화영화 주인공)와 '스쿠비 두'(Scooby Doo)라고 불린다. 이들을 분석하고 나면 착륙지점에서 8백m 떨어진 트윈픽스, 화성에서 해가 뜨고 지는 모습, 화성의 두 위성인 포보스와 데이모스 등의 사진을 찍을 계획이다.



1주일째(7월 10일) 소저너 바퀴 걸려

애초 1주일 동안 활동할 계획이었던 소저너가 아직도 건강하며, 앞으로 한달 이상 활동할 수 있을 것이라고 NASA는 발표했다. 소저너는 현재 요기에 대한 분석을 마치고 그 위에 한쪽 바퀴를 올려놓고 있는 상태다. 그러나 이것이 소저너에게 문제가 되고 있음을 NASA는 알지 못했다. 다만 힘이 넘쳐서 그렇다고 발표했다. 이날 NASA는 아레스계곡이 화성북위 19.33도, 화성서경 33.55도에 위치하고 있다고 밝혔다.



여덟째 날(7월 11일) 수신기 고장

패스파인더의 수신기가 작동하지 않았다. 지난 밤부터 패스파인더는 전혀 활동보고를 하지 않았다. 수신기는 매일 켜지는 시간이 정해져 있다. 태양에너지를 받지 못하는 동안 에너지를 절약하기 위해서다.

그런데 이 작동시간에 11분의 오차가 발생한 것이다. 이 때문에 패스파인더는 오후 1시 46분까지 아무 일도 하지 못하는 무계획 상태에 있었다. 그래서 패스파인더는 어제 완성하지 못한 일들을 반복했다. 여기에는 소저너를 요기로부터 분리하는 일도 포함돼 있었다.

오후 3시 NASA는 7월 9일부터 요기에게 발목이 붙잡혀 있는 소저너를 분리하라는 명령을 보냈다. 그러나 정보전송에 문제가 있어서 결과를 회신받지 못했다. 오후 6시 47분 저감도 안테나로부터 신호를 받았다. 그러나 오후 8시 47분에 신호가 올 것이라고 믿고 있던 고감도 안테나로부터는 깜깜 무소식이었다. 오후 9시 45분 저감도 안테나를 통해 착륙선이 지구에 신호를 보내도록 명령을 내렸는데, 이번에는 회신이 왔다.

그래서 NASA에서는 착륙선 컴퓨터에 이상이 있다고 보고 재설정을 하기로 결정했다.



아홉째날(7월 12일) 호주에서 화성신호 포착

12시 15분 오스트레일리아 캔버라 근처에 있는 천문대에서 착륙선에서 오는 신호를 포착했다. 보낸 자료에는 소저너가 요기로부터 분리됐다는 내용이었다. 덧붙여 소저너가 요기로부터 분리된 사진도 보내왔다.



도착한지 10일째(7월 13일) 사진 전송 다시 시작돼

패스파인더 착륙선이 다시 사진을 전송하기 시작했다. 또 3M 바이트에 달하는 기술자료도 보내왔다. 지난 밤 화성 아레스계곡에서는 오전 4시 27분에 지구가, 오전 6시 56분에 태양이 졌다.



11일째(7월 14일) 골치아픈 프로그램 수정

화성에서 계속 사진을 보내왔지만, 과학자들은 과학적인 자료를 얻기 위해 패스파인더 컴퓨터를 재설정하는 일로 시간을 보냈다. 지난 밤 아레스계곡에서는 지구가 오전 5시 7분, 태양은 오전 7시 35분에 졌다.



12일째(7월 15일) 요기는 현무암

요기의 화학적 조성과 대기 측정자료들을 받았다. 요기는 바너클 빌과 달리 석영성분이 거의 없었다. 요기는 지구에서 흔히 발견되는 현무암에 가까웠다. 요기로부터 탈출한 소저너가 스쿠비두라는 바위 쪽으로 접근했다. 이날 소저너는 3.6m를 움직였는데, 스쿠비두까지는 2-3m가 더 남았다.



13일째(7월 16일) 지치기 시작한 연구원들

지구는 7월 15일 오후 4시 47분에 떠서 7월 16일 오전 6시 26분에 졌다. 태양은 15일 오후 7시 56분에 떠서 16일 오전 8시 54분에 졌다. 아레스계곡과 이번 패스파인더계획을 지휘하고 있는 패서디나에 위치한 제트추진연구소 사이에는 낮과 밤이 바뀌어 있다. 그래서 NASA의 연구원들도 지쳐가기 시작했다.

패스파인더는 화성에서 태양이 뜨고지는 모습과 대기의 불투명도, 그리고 착륙선의 풍향계 모습을 사진에 담았다. 소저너는 2.5m를 더 나아가 스쿠비두에 접근했다.



2주째(7월 17일) 화성탐사 의문 제기

16일 오후 5시 27분 지구가 다시 떠올라 17일 오전 7시 6분에 졌다. 패스파인더 컴퓨터에 다시 문제가 일어나기 시작했다. 그래서 NASA에서는 4차례에 걸친 소프트웨어 수정 작업으로 패스파인더 임무 수행을 완성되기 어렵다는 의견들이 나오기 시작했다

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