제가 지구를 떠난 건 1977년 8월 20일이에요. 보름 뒤에 출발한 보이저 1호와 함께 목성부터 토성, 천왕성, 해왕성을 만날 수 있었죠. 그런데 어떻게 한 번에 4개나 되는 행성을 볼 수 있었냐고요? 175년 만에 찾아온 기회를 붙잡았거든요!
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1964년, 미국의 항공우주공학자 개리 플랑드로는 태양계 행성의 궤도를 연구하다 놀라운 사실을 발견했어요. 1970년대 후반이 되면 태양계의 바깥을 도는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성이 궤도에서 일직선으로 정렬하게 되고, 이때 탐사선을 발사하면 한 번에 모든 행성을 관측할 수 있다는 거예요. 외행성* 탐사 계획을 세우던 미국항공우주국(NASA)의 과학자들에게 놓칠 수 없는 기회였죠.
지구에서 발사되는 로켓이 지구의 중력에서 벗어나려면 초속 11.2km의 ‘탈출 속도’가 필요해요. 그런데 외행성으로 가려면 지구보다 훨씬 질량이 큰 태양의 중력도 이겨야만 하죠. 목성까지는 초속 26.7km의 추가 속력이 필요해요. 그래서 우주선의 자체 연료만 사용하면 외행성을 탐사하기 힘들어요.
이를 극복할 방법은 다른 행성의 중력을 이용하는 ‘스윙바이’예요. 탐사선이 행성 가까이 접근하면 행성의 중력에 끌려 들어가며 속력이 빨라져요. 이때, 행성에 떨어지지 않도록 적당한 거리에서 로켓을 분사해요. 그러면 속력이 빨라진 상태로 행성 중력을 벗어나 다음 행성으로 갈 수 있지요.
개리 플랑드로의 궤도를 이용하면 탐사선이 일렬로 정렬한 행성들의 중력을 써서 탐사를 연속으로 진행할 수 있어요. 이 궤도는 약 175년에 한 번꼴로 만들어지기 때문에, NASA는 이번 기회를 놓치지 않고 외행성을 탐사하는 계획을 세웠어요. 한 대가 고장 나는 경우를 대비해 두 대의 똑같은 탐사선을 만들었지요. 그것이 바로 보이저 1호와 2호랍니다.
용어정리
*외행성 : 태양계에서 궤도가 지구보다 밖에 있는 행성.
