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뉴호라이즌호
무게 478kg
탐사선 높이 0.7m
접시 안테나 지름 2.1m
전기 플루토늄으로 전기를 만들어 사용함.
연료 수소와 질소로 이루어진 액체 연료.
탑재 장비 고해상도 카메라, 적외선 촬영 기계, 태양풍 감지 기계 등이 실려 있음.
특이 사항 1930년 명왕성을 처음 발견한 천문학자 클라이드 톰보의 유골 일부가 실려 있음.
2006년 1월 뉴호라이즌호 발사
미국 플로리다주에 있는 케네디우주센터에서 아틀라스 V로켓에 실려 발사 됨. 발사 1시간 뒤에 발사체에서 분리돼 날아감.
2007년 2월 목성 중력을 이용해 가속
목성에 다가간 뉴호라이즌호는 중력을 이용해 가속하면서 비행 방향을 바꿈.
2007~2014년 동면 상태로 비행
에너지 절약을 위해 모든 기계 전력을 끈 상태로 2008년 토성, 2011년 천왕성, 2014년 해왕성 통과. 2014년 12월 동면에서 깨어남.
2015년 7월 14일 명왕성 최근접점 통과
명왕성에서 1만 2500km 떨어진 곳까지 다가감.
뉴호라이즌호는 왜 명왕성으로 갔을까?
2006년 1월 19일, 태양계 가장 끝에 있는 행성의 비밀을 파헤치기 위한 탐사가 시작됐어요. 명왕성 탐사선 뉴호라이즌호가 로켓에 실려 발사됐거든요. 뉴호라이즌호가 실린 아틀라스 V로켓은 *초속 16km를 내며 우주로 향했어요. 지금까지 지구에서 발사한 로켓 중에 가장 빠른 속도예요.
뉴호라이즌호가 엄청난 속도를 낸 데에는 이유가 있어요. 명왕성은 지구로부터 48억km 이상 떨어진 아주아주 먼 곳에 있거든요. 이 거리는 1초에 지구 7바퀴 반을 도는 빛의 속도로 날아가도 4시간 30분이나 걸리는 엄청난 거리랍니다.
이렇게 먼 거리를 가야 하는 만큼 뉴호라이즌호를 제작하는 데는 정밀한 기술이 필요했어요. 우선 탐사선 무게를 줄이기 위해 최소한의 연료로 최대한 멀리 갈 수 있는 방법을 찾아야 했지요. 뉴호라이즌호에는 효율이 높은 수소와 질소로 이루어진 액체 연료 77kg이 실렸답니다. 에너지를 절약하기 위해 7년 동안 모든 기계 전력을 끈 동면 상태로 비행하도록 명령하기도 했지요.
또한 명왕성에 최대한 가까이 가기 위해서는 궤도 주기 등을 정확하게 계산해 비행 방향을 정밀하게 정해야 했어요. 이뿐만 아니라 영하 230℃ 이하의 환경에서도 기계장비들이 제대로 작동하도록 열을 내는 히터를 설치하는 등 사소한 것까지도 신경써야 했지요. 이런 노력 끝에 약 200명으로 구성된 연구팀이 5년 만에 뉴호라이즌호를 완성했고, 명왕성을 향한 긴 여행을 시작할 수 있었답니다.
*초속 16km : 서울에서 부산까지 21초 안에 갈 수 있는 속도이다.
뉴호라이즌호가 밝혀낸 명왕성의 비밀 5
다가온 것의 정체는 바로 뉴호라이즌호였어. 나를 보기 위해 10년 동안 이렇게 먼 거리를 날아왔다니 정말 감동이야~! 뉴호라이즌호 덕분에 그동안 밝혀지지 않은 나의 비밀들이 지구에 있는 많은 사람들에게 공개됐어.
1 예상보다 컸다! 명왕성 지름은 2370km
뉴호라이즌호의 탐사 전에는 허블망원경이나 지구에 설치된 기구들을 통해서만 명왕성을 관측할 수 있었어요. 그 결과, 명왕성의 지름은 2290km 정도일 것이라고 예측했어요.
하지만 이번 뉴호라이즌호의 탐사 결과, 명왕성 지름은 예상보다 80km 더 큰 2370km로 밝혀졌어요. 지구 지름의 5분의 1보다 작은 크기지요.
2 3300m 높이의 얼음산
뉴호라이즌호가 보내온 명왕성 표면 사진에서 약 3350m 높이의 얼음산들이 발견됐어요. 이 얼음산은 명왕성을 구성하고 있는 메탄과 질소, 일산화탄소, 물 등이 뒤섞여 영하 230℃의 환경에서 얼어 있는 거예요.
하트 모양 지형의 서쪽에 있는 스푸트니크 평원에서는 빙하가 흘러서 움직인 흔적도 발견됐어요. 또한 명왕성 표면에 운석 등이 부딪혀 생긴 크레이터는 생각보다 많지 않았지요. 과학자들은 이런 증거를 바탕으로 비교적 최근까지도 명왕성에서 지질활동이 활발하게 일어났을 것이라고 예측했답니다.
3 포착! 명왕성의 위성들
명왕성 주변에는 카론, 닉스, 히드라, 케르베로스, 스틱스라는 5개의 위성이 돌고 있어요. 뉴호라이즌호는 이 중 가장 큰 위성인 카론의 표면을 촬영했어요. 카론의 사진에서 눈에 띄는 지형은 1000km 길이의 절벽과 5~10km의 깊이의 협곡이에요. 절벽과 협곡은 땅이 솟아오르는 지질활동의 결과로 생겨요. 따라서 카론에서도 지질활동이 활발하게 일어나고 있다는 사실이 밝혀졌어요.
뉴호라이즌호는 닉스와 히드라 사진도 찍었어요. 가로 42km, 세로 36km의 닉스는 마치 강낭콩처럼 생겼어요. 주변은 회색을 띠는 반면 중심 부분은 붉은색을 띠고 있지요. 히드라는 가로 55km, 세로 40km로 울퉁불퉁 불규칙한 모습이랍니다.
4 예상보다 두터운 대기
명왕성을 지나치며 멀어진 뉴호라이즌호는 태양빛을 등지고 있는 명왕성의 모습을 카메라로 찍었어요. 까만 배경에 반짝이는 은반지 같은 모습이었지요. 사진 속 하얀 부분은 명왕성의 대기층이 빛에 반사돼 찍힌 거예요. 만약 대기가 없었다면 빛이 반사될 수 없었겠지요. 이 빛은 명왕성 표면에서 높이 130km까지 이어졌답니다.
이번 탐사 이전에는 명왕성의 대기층을 30km 정도로 예측했어요. 하지만 뉴호라이즌호가 직접 관측한 결과, 예상보다 100km나 더 두터운 대기층이 있다는 사실이 밝혀졌답니다.
5 명왕성 색깔은 붉은 갈색
뉴호라이즌호에 달려 있는 카메라 ‘로리(LORRI)’는 흑백 사진만 찍을 수 있어요. 대신 다른 관측 기기들이 수집한 정보를 토대로 명왕성의 실제 색깔을 예측할 수 있지요. 뉴호라이즌호의 탐사 결과 명왕성 색깔은 붉은 갈색으로 밝혀졌어요.
명왕성을 구성하는 주요 성분 중에 메탄가스는 태양이나 우주에서 생겨 들어오는 자외선과 화학 반응을 일으켜요. 그 결과 탄화수소 화합물인 ‘톨린(Tholin)’이 만들어지는데, 짙은 농도의 톨린은 붉은 갈색을 띤답니다.
명왕성 지나 카이퍼 벨트로!
다가오던 뉴호라이즌호는 반갑다는 인사를 할 새도 없이 나를 지나쳐서 점점 멀어지기 시작했어. 이게 어떻게 된 일이지? 게다가 저쪽으로 계속 가면 지금까지 그 누구도 가 보지 못한 카이퍼 벨트가 나온다고~!
뉴호라이즌호의 다음 목적지는 카이퍼 벨트!
명왕성을 스쳐 지나간 뉴호라이즌호는 현재 초속 13km로 카이퍼 벨트를 향해 날아가고 있어요. 카이퍼 벨트는 해왕성 궤도 바깥쪽에 있는 얇은 도넛 모양의 영역을 말해요. 1949년 아일랜드의 천문학자 에지워스와 1951년, 미국의 천문학자 제러드 카이퍼가 가설로 예측한 영역으로 이곳에 천체들이 모여 있다고 생각했어요. 이후 관측 기술의 발달로 지금까지 수천 개의 천체가 발견돼 카이퍼 벨트의 존재가 입증되었답니다.
하지만 지금까지 그 어떤 탐사선도 카이퍼 벨트를 직접 탐사하지 못했어요. 실제 카이퍼 벨트에는 수십만 개의 천체가 있을 것으로 예상돼요. 이런 천체들과 충돌할 위험이 높기 때문에 해왕성 탐사에 성공한 보이저 2호도 카이퍼 벨트 방향이 아닌 다른 쪽으로 비행 경로를 바꿨지요.
과학자들이 카이퍼 벨트에 관심을 갖는 이유가 또 있어요. 태양과 멀리 떨어져 있는 카이퍼 벨트에는 태양계 생성 초기 상태를 그대로 보존하고 있는 물질들이 존재할 수 있거든요. 또한 태양계에서 발견되는 혜성들은 대부분 카이퍼 벨트에서 온 것이라고 추측되고 있어요. 과학자들은 내년부터 본격적으로 카이퍼 벨트를 탐사하는 뉴호라이즌호가 태양계 생성의 비밀과 혜성의 기원에 대한 비밀을 풀어 줄 것으로 기대하고 있답니다.
인터뷰
처음 본 명왕성 대기는 눈부시게 아름다웠어요!
마이클 서머스(미국 조지메이슨대학교 교수·뉴호라이즌호 프로젝트 공동연구원)
<;어린이과학동아>; 친구들 반가워요. 뉴호라이즌호 프로젝트 공동연구원인 마이클 서머스예요.
지금까지 자세한 정보가 밝혀진 태양계 행성은 특징에 따라 세 종류로 나눌 수 있어요. 첫 번째는 지구처럼 딱딱한 암석으로 이루어진 행성들, 두 번째는 목성처럼 가스로 이루어진 거대한 행성들, 세 번째는 차가운 얼음으로 이루어진 행성들이에요. 명왕성이 세 번째 행성 유형의 대표주자랍니다. 뉴호라이즌호 프로젝트로 세 번째 종류의 행성을 최초로 탐사하게 된 거예요.
뉴호라이즌호가 지구로 보내온 정보 중에 가장 흥미로웠던 것은 명왕성 대기의 사진이에요. 명왕성 대기에 있는 안개 입자들이 빛을 반사하며 빛나는 모습이 정말 아름다워서 숨이 턱 막힐 정도였답니다. 저를 비롯한 연구팀은 앞으로 그 사진과 정보 등을 가지고 명왕성 대기에 대해 자세하게 연구할 예정이에요.
이번 탐사는 명왕성에 대한 정보를 알 수 있는 기회이자, 앞으로 더 놀라운 발견으로 이어질 수 있는 발판이 될 것이라고 확신해요. 저는 6살 때 처음 망원경으로 본 우주를 통해 꿈을 키웠어요. 여러분들도 우주를 보며 무한한 미래를 상상하고 꿈꾸기를 바랄게요!
아주 잠깐이었지만 뉴호라이즌호와의 만남은 지금도 심장이 쿵쾅거릴 만큼 설레는 경험이었어. 앞으로도 나는 영원히 지구를 향해 하트를 날리고 있을게. 그럼 다시 만날 날을 기대하며 안녕~!
