'미션 임파서블' 150만도 태양 속으로..인류 최초 태양 탐사선 발사

"태양을 만져라"(Touch the Sun)라는 구호로 시작된 미국 항공우주국(NASA)의 태양 탐사 프로젝트가 오늘(11일) 대장정에 돌입합니다. '파커' 태양 탐사선이 우리 시각으로 오후 4시 30분쯤 미국 플로리다 주 케이프 커내버럴 공군기지에서 텔타Ⅳ 헤비로켓에 실려 발사될 예정입니다. 인류 최초의 태양 탐사선으로 태양계의 중심이자 지구 생명의 근원인 태양의 비밀을 풀 수 있을지 전 세계가 주목하고 있습니다.

■엄청난 열기와 우주방사선, 중력 이겨야

파커 탐사선은 10월 초에 금성을 지나 발사 3개월 뒤인 11월에는 태양 궤도에 진입할 것으로 보입니다. 태양 탐사가 지금까지 어려웠던 이유는 엄청난 열기와 우주방사선에 이어 태양의 강력한 중력을 견뎌야 하기 때문입니다.

이번에 탐사선이 최초로 뚫고 들어갈 태양의 바깥 대기층인 코로나 온도는 150만 도 이상으로 추정됩니다. 태양 표면이 6,000도인 것과 비교해 250배 이상 뜨겁습니다. 이러한 현상을 '코로나 히팅'이라고 부르는데요. 물리학 법칙에 따르면 열은 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동하기 때문에 태양 내부 핵의 열이 순서대로 전달돼 표면이 코로나보다 더 뜨거워야 합니다. 그러나 정반대의 현상이 벌어져 지난 수십 년간 과학계 난제로 꼽혔습니다.

토머스 주부큰 NASA 부국장

파커 탐사선은 태양과 620만km 떨어진 곳까지 다가갈 예정입니다. 이번 탐사를 앞두고 기자와 직접 만난 토머스 주부큰(Thomas Zurbuchen) NASA 부국장은 "태양 반지름을 기준으로 지구는 200배 이상 떨어져 있는데, 이번 탐사는 태양 반지름의 10배 거리까지 접근한다"라며 "인류 역사상 가장 가까이 태양에 다가가 태양이 어떻게 작동하는지 근본적인 답을 줄 것이다"라고 말했습니다.

엄청난 태양의 열기가 전해지면 탐사선 선체의 온도는 1,400도까지 치솟을 것으로 NASA는 예상하고 있습니다. 다행히 열을 전해줄 대기가 희박해 코로나의 온도가 그대로 전해지는 것은 아닌데요. 그래도 용암보다 뜨거운 열을 견디기 위한 '열 방패'가 탐사선에 장착돼있습니다.

고열에 견딜 수 있는 특수 탄소 복합소재로 보호판을 만들어 탐사선을 감싼 건데요. 열을 반사하는 특수 페인트도 표면에 입히고, 선체는 2천도에도 녹지 않는 텡스텐과 티타늄 합금으로 만들었습니다. NASA가 이번 탐사에 들인 비용은 총 15억 달러(약 1조 7천억 원)에 이르는데, 탐사선의 내열기능에 가장 큰 공을 들인 것으로 전해집니다.

■'뉴욕-서울 1분에 주파'할 수 있는 기록적인 속도

파커 탐사선은 태양 중력에 빨려 들어가지 않기 위해 시속 71만 6천km의 엄청난 속도로 태양 주위를 돌게 됩니다. 이 정도면 뉴욕에서 서울까지 1분 정도에 주파할 수 있는 수준인데 상상이 잘 안 갈 정도죠? 지금까지 개발된 우주선 중 가장 빠른데, 태양계에서 가장 거대한 항성을 탐사하려다 보니 '클라스'가 다른 셈입니다.

파커 탐사선을 발사하는 이유는 태양 코로나의 미스터리를 풀기 위한 것뿐만 아니라 태양풍에 대한 연구 목적도 있습니다. 태양풍은 태양에서 방출되는 전하를 띤 강한 바람으로 대규모 지자기 폭풍을 일으킵니다. 초속 800km의 빠른 속도로 지구까지 밀려와 통신 장애와 위성 손상, 정전을 불러오는데, 아직 원인이 밝혀지지 않았습니다.

특히 11년 주기로 찾아오는 태양 활동 극대기일 때 강력한 태양폭풍이 발생해 큰 피해를 줍니다. 고위도 지역일수록 영향이 커지는데요. 평소에는 아름다운 오로라를 볼 수 있게 하지만 극대기에는 통신과 전기에 기반한 현대문명을 한순간에 암흑 속으로 밀어넣을 수 있는 위협으로 꼽히고 있습니다.

파커 탐사선은 태양풍이 어떤 과정으로 생성되는지, 엄청난 속도로 가속되는 원인은 무엇인지 답을 줄 수 있을 것으로 보입니다. 이렇게 되면 우주 날씨 예보의 정확도가 높아지고 태양풍의 피해도 줄일 수 있습니다.

■태양풍 존재 처음 예견한 '유진 파커' 박사 이름 붙여

유진 파커 박사는 자신의 이름이 붙은 태양 탐사선 발사를 지켜볼 예정이다. [출처 : 게티이미지]

일단 최초로 시도되는 어마어마한 미션을 앞두고 파커 탐사선이 무사하기를 바라는 마음이 드는 것은 왜일까요? 파커 탐사선은 7년 임무를 목표로 2025년까지 태양 주위를 돌며 관측을 수행할 예정인데요. 탐사선에 실린 메모리 카드에는 성공을 기원하는 전 세계인 110만 명의 이름과 함께 논문 한 편이 들어있습니다.

바로 유진 파커 시카고대 명예교수가 1958년 태양풍의 존재를 처음 예견한 논문으로 탐사선의 이름 역시 파커 박사에서 따왔습니다. 생존 과학자의 이름이 붙여진 것은 처음으로 파커 박사는 플로리다에서 발사의 전 과정을 지켜보기로 했습니다.

신방실기자 (weezer@kbs.co.kr)