자연

새로운 이정표에 도달한 보이저 1호

planet2 2006. 9. 2. 23:08
Voyager 1: 'The Spacecraft That Could' Hits New Milestone
2006. 8.15

인간이 만든 물건 중 우주에서 가장 멀리 있는 보이저 1호가 미 동부시각으로 8월 15일 오후 5시 13분에 태양으로부터 100 AU 지점에 도달했습니다. 거의 30년 전에 발사된 우주선이 태양과 지구간의 평균 거리 보다 100 배 먼 곳을 돌파한 것 입니다. * AU= Astronomical Unit (천문단위-지구와 태양간의 평균거리)

다르게 말하자면, 보이저 1호는 태양으로부터 약 150억 킬로미터(93억 마일) 멀리 있는 겁니다.

캘리포니아주 패서디나에 위치한 나사 제트 추진 연구소 (JPL) 의 보이저 프로젝트 과학자 Ed Stone 박사는 두 대의 보이저 우주선엔 긴 여정을 위한 동력이 충분히 있다는 점을 연구팀은 항상 예견해왔다고 강조했습니다.

"하지만 우주선에 손상이나 고장이 발생하지 않을지는 예측할 수 없습니다. 비록 그것을 견디게 만들었다고 해도 보이저 1호와 2호는 하루 24시간, 일주일에 7일을 쉼 없이 운행하고 있거든요."

보이저 우주선은 발사 이후 약 30년의 우주 여행 기간 동안 목성 주변의 거친 방사능 환경에 도전하고 태양계의 외행성들을 둘러가며 혹독한 시험을 통과해왔습니다.

두 대의 우주선은 이제 태양이 밝게 빛나는 점으로만 보이고 그래서 태양 에너지로는 전력을 보충 할 수 없는 공간에 있습니다. 그들이 이렇게 장기간 활동 할 수 있는 건 미 에너지성에서 제공한 방사성 동위원소 열 발전기라 부르는 원자력기기 때문입니다.

보이저 1호는 현재 태양의 영향력이 현저히 감쇠하는 태양계의 외곽지역에 있습니다. 태양권 (Heliosphere) 이라고 부르는 이곳은 태양을 둘러 싼 '거품막'의 바깥 층에 해당하는 구역인데 이 '거품'이 정확히 얼마나 큰지는 아무도 알지 못합니다. 우주선은 하루에 100만 마일씩 달려가며 향후 10년 이내에 거품 너머 거대한 미지의 구역인 성간 공간을 탐험하게 될 것 입니다.

"성간 공간은 인접한 별들의 폭발로 분출된 물질이 가득합니다. 보이저 1호는 그곳을 여행하는 최초의 인공물이 될 거에요." Stone 박사는 말했습니다.

JPL의 보이저 프로젝트 책임자 Ed Massey 는 두 대의 우주선이 지금까지 살아있는 것은 튼튼한 설계와 이제 남은 인원이 10명 밖에 없는 관제 팀의 덕분이라고 얘기합니다.

"하지만 우주선들의 생존을 위해 노력하고 있는 10명은 대단히 헌신적입니다. 숱한 일을 겪어오면서 우리에게 이 업무는 일종의 성스런 과제가 되었어요."

그들이 있었기에 두 대의 보이저호는 목성, 천왕성, 토성, 해왕성과 그들의 위성들을 탐사할 수 있었고 또한 거의 시속 100만 마일로 분출되는 태양 하전 입자들의 흐름인 태양풍에 대해서 연구 할 수 있었습니다.





* 용어설명

우리 은하 안의 태양의 모습을 그려봅시다. 파도에 흔들리며 바다를 가르는 한 척의 배를 통해 비유해보면, bow shock 은 배가 앞으로 나아갈 때 뱃머리에서 갈라지는 거품과 같습니다.

그리고 태양의 영향력이 미치는 범위 내에서 행성들 너머에 넓게 퍼져 형성되어 있는 태양권은 (heliosphere) 바다를 가르는 배에 해당됩니다. 태양권의 바깥 부분엔 성간풍 (interstellar wind) 이라고 부르는 별들의 먼지와 가스의 바람이 잔잔히 불고 있는데 태양이 은하의 중심으로 공전해 들어갈 때 같이 움직이면 태양권도 같이 이동하며 성간 공간에 bow shock 을 만듭니다.

Termination Shock: 말단 충격

태양으로부터 수십억 킬로미터 밖에까지 도달하는 전기적 성질을 지닌 얇은 가스의 흐름을 태양풍이라고 합니다. 이 바람은 평균적으로 초속 약 300~700km의 속도로 (시속 약 700,000~1,500,000마일) 말단 충격 (Termination Shock) 구역 까지 이동하는데 이 지점에 이르면 성간풍의 영향을 받기 시작해 급격하게 속도가 줄어듭니다.

Heliosphere: 태양권 (太陽圈)

태양에서 발산되는 태양풍은 행성들의 공전 궤도 너머에 이르러 거품 같은 막을 형성합니다. 이 거품막을 태양권 (Heliosphere) 이라 부르고, 태양과 같이 이동하며 성간 공간에 긴 풍향계(wind sock) 같은 형태로 나타납니다.

Heliosheath:

태양권의 외곽 구역에 해당하는 부분이 헬리오시스 입니다. 보이저호는 태양으로부터 약 140억 킬로미터 (대략 87억 마일) 멀리 나아가 이미 헬리오시스에 진입했고 이 거리는 태양과 지구간 거리의 약 94배에 해당하는 거리입니다.

헬 리오시스는 말단 충격 (Termination Shock) 바로 바깥쪽에 위치하는데, 이곳은 태양풍이 급격히 느려지면서 밀도와 온도가 상승하는 구역입니다. 여기서 태양풍의 입자들은 성간 공간으로부터 불어오는 바람을 맞고 마치 압축되듯이 밀집합니다.

Heliopause: 태양권계면 (太陽圈界面)

태양풍과 성간풍이 마주쳐 평형을 이룰 때, 두 바람간의 경계부를 태양권계면(Heliopause) 이라고 합니다. 이러한 압력의 균형상태는 태양풍을 태양권의 꼬리쪽으로 되돌아 흐르게 합니다. 보이저호가 태양권계면을 통과하면, 이제 성간 공간으로 진입하게 되는 것입니다.

Bow shock:

강물의 흐름을 갈라지게 하는 바위처럼 태양권은 성간 공간에 바우 샥이라 부르는 충격파를 형성합니다.

Voyager 2:

보이저 2호는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 돌며 어떤 우주선 보다 많이 행성들을 탐사했습니다. 해왕성에서 궤도를 수정해 행성들의 공전 궤도면 아래의 남쪽으로 진로를 잡았습니다. 현재 보이저 1호와 태양과의 거리의 약 80% 정도에 있으며 보이저 1호 보다 약간 느린 속도로 항해 중 입니다.

Voyager 1:

보이저 1호는 우주에서 가장 멀리 있는 인간이 만든 물건입니다.  2005년이 시작 될 때, 이 우주선은 태양과 지구간 거리의 약 94배 정도의 거리에 있었습니다. 1980년에 토성의 궤도를 근접통과 (Swing By) 하며 추진력을 증가시켜 행성의 공전궤도면 북쪽으로 올라가 LA에서 뉴욕을 4초에 주파하는 하루 약 100만 마일 정도의 무시무시한 속도로 항해 중 입니다. 장기간 유지할 수 있는 원자력 발전기는 적어도 2020년까지는 안정적으로 전력을 제공할 것으로 여겨지며 보이저 1호는 그 때쯤이면 지구로부터 약 130억 마일 떨어진 성간 공간에 도달해 있을 겁니다.

Image Credit: NASA/Walt Feimer

Susan Watanabe
NASA Jet Propulsion Laboratory

원문 : http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/voyager-interstellar-terms.html

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