토성 탐사선이 남긴 유산에 주목!
토성 탐사선이 남긴 유산에 주목!
  • 이웃집과학자
  • 승인 2017.09.13 12:52
  • 조회수 4113
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토성의 위성인 엔셀라두스. 이미지 출처 : NASA/JPL/Space Science Institute

우주 탐사선 카시니(Cassini)호가 미션 막바지에 돌입했습니다. 그 동안 수 많은 과학적 성과가 있었죠. 미래 우주 탐사를 위한 비전을 제시했다고 봐도 무방합니다. 토성의 위성인 엔셀라두스(Enceladus)가 생명체에 필요한 원소를 함유하고 있을 수도 있다는 발견은 지구 밖 바다를 탐험하려는 인류에게 큰 이정표가 되었습니다.

 

카시니 덕분에 우리의 생각 중 많은 부분이 바뀌었습니다. 특히 태양계 어딘가에서 생명체가 존재 할 수 있다는 것입니다. - Thomas Zurbuchen, associate administrator for NASA's Science Mission Directorate at Headquarters in Washington.

 

유로파(Europa)로 향하는 길

 

1990대 나사의 갈릴레오 미션 이후 목성의 위성인 유로파는 세상의 집중을 받게 되었습니다. 표면의 단단한 얼음 밑으로 지구와 비슷할지도 모르는 흐르는 바닷물의 존재를 유추할 수 있는 강력한 증거가 발견되었기 때문입니다. 태양계 탐사가 지속되면서 유로파보다 작은 엔셀라두스에서도 액체 상태의 물뿐만 아니라 생명체에게 중요한 화학성분들이 존재 가능성도 제기되고 있습니다.

 

목성 위성 유로파. 이미지 출처 : NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

카시니 미션이 수행에서 얻어진 경험이 유로파를 탐험할 계획에 적용되었습니다. 2020년 발사 예정인 유로파 클리퍼(Europa Clipper)가 그 주인공입니다. 유로파 클리퍼는 얼음표면을 가진 유로파 주위를 수십번 근접비행하며 과연 이 얼음덩어리 위성에서 생명체가 거주 할 수 있을지 알아볼 예정입니다. 근접비행을 위한 궤도는 이미 카시니 우주선을 통해 도출되었습니다. 유로파 클리퍼는 유로파에 다가갈때 목성의 중력을 이용할 예정입니다. 타이탄을 탐험하러 가기 위해 토성의 중력을 이용하는 전략과 같습니다.

 

카시니 미션에 참여했던 많은 과학자들과 공학자들은 유로파 클리퍼 미션에도 참여합니다. 탐험 통해 알고자 하는 과학적 궁금증에 대한 답을 얻어내기 위해서 입니다. 카시니 탐사선에 설치되었던 실험 기구들이 개선돼 유로파 클리퍼에 실립니다. 카시니 탐사선은 엔셀라두스에서 물기둥이 터져 나오는 것을 발견했습니다. 유로파 클리퍼는 유로파에서 비슷한 현상이 나타나는지 알아볼 것입니다.

 

 

토성으로 돌아와서

 

유로파는 목성의 위성입니다. 다시 토성 탐사선 카시니의 이야기를 해보겠습니다.

 

카시니 탐사선은 토성의 큰 위성인 타이탄(Titan)과 127번 근접비행을 했습니다. 과학자들은 타이탄의 두꺼운 메탄 대기 밑에 다양한 유기화학물질이 존재할 가능성을 크게 보고 있습니다. 탐사미션의 중요 과제는 타이탄의 메탄 대기와 표면의 거대한 바다 사이의 상관관계였습니다. 지구 밖 해양학 연구의 새로운 시대를 연 것입니다. 우리 지구와는 몹시 다른 환경에서 나타나는 현상에 대한 놀라운 결과들을 얻었습니다.

 

미래의 탐사선들은 토성과 그 위성들을 보다 직접적으로 탐험하려고 합니다. 물론 콘셉트이긴 하지만 타이탄의 바다에 탐사선을 보낸다거나 엔셀라두스 표면에서 뿜어져 나오는 물기둥의 일부를 채취해 분석한다거나 하는 것들입니다.

 

엔셀라두스 바다를 탐험하는 탐사선 상상도. 이미지 출처: NASA

거대행성의 대기

 

토성, 목성, 천왕성, 그리고 해왕성의 대기를 정밀하게 분석하는 것은 아주 중요합니다. 토성에 탐사 연구를 지속적으로 진행하는 이유입니다. 카시니 임무 마지막은 결국 토성의 대기에 진입해 충돌하는 겁니다. 이때 탐사선은 토성 대기와 직접적인 접촉을 합니다. 미래 가스행성 연구의 시작을 알리는 사건입니다.

 

과학자들은 다른 가스행성인 천왕성과 해왕성도 주시하고 있습니다. 이 두 행성은 인류의 발자취가 닿은 적이 없는 곳입니다. 보이저 2호만이 태양계 밖으로 나아가는 도중 잠시 지나친 적만 있는 곳입니다. 천왕성과 해양성은 태양으로 부터 멀리 떨어진 아주 추운곳에 자리하고 있습니다. 

 

이런 이유 때문에 거대 얼음 행성이라고 불리기도 합니다. 대기에 얼음상태의 물과 암모니아 그리고 메탄이 많이 함이 포함되고 있을 것으로 추측하는 이유입니다. 상대적으로 태양과 가까운 거대 가스행성인 토성과 목성과 본질적으로 다른 이유입니다. 토성과 목성은 대부분 수소와 헬륨 그리고 행성 안쪽 깊숙한 곳에는 지구처럼 딱딱한 중심핵이 존재할 것으로 예상합니다.

 

거대한 가스 행성들이 어떻게 그리고 어디서 형성되었는지에 대한 답은 아직 모릅니다. 그들은 왜 강력한 자기장을 가지게 되었는지도 모릅니다. 게다가 이들 행성이 각각의 위성들에게 어떤 영향을 끼치는 지도 모릅니다. 이러한 본질적 질문에 대한 답을 찾는 것이 우리의 궁극적 목표라고 할 수 있습니다.

 

카시니 미션 관련 정보 :

https://www.nasa.gov/cassini

https://saturn.jpl.nasa.gov



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