심(深)우주 탐사하고 있는 최장수 탐사선 ‘보이저호’의 수명을 늘려라! [과학it슈]

[시선뉴스 이호] 우주탐사선 보이저 1, 2호는 지난 1977년 지구에서 발사돼 42년째 우주비행을 하고 있는 중이다. 1차 목표였던 목성과 토성 그리고 그와 관련된 위성들에 대한 탐사를 성공리에 마치고 현재는 성간 임무를 수행하고 있다. 

이처럼 보이저호는 인류 역사상 가장 먼저 우주로 보낸 탐사선이고 원래 예상했던 수명을 훌쩍 뛰어넘어 가장 먼 우주를 탐사하고 있기 때문에 이들이 하루하루 보내주는 자료는 모든 것이 인류 최초의 자료들인 셈이다. 

따라서 보이저호의 수명을 단 하루라도 더 늘리기 위해 많은 과학자들이 노력을 하고 있는 상황이다. 

보이저 1, 2호는 현재 태양풍이 성간 매질에 막혀 더는 뻗어 나가지 못하는 '태양권 계면(Heliopause)을 벗어나 태양에서 약 180억㎞ 떨어진 심(深)우주를 탐사 중이다.

보이저호는 벌써 42년째 운행중이기 때문에 동력 고갈과 장비 및 부품 노후화 등이 심각한 상태다. 특히 동력이 가장 큰 문제다. 

보이저 1, 2호는 각각 3대의 '방사성동위원소 열전기 제너레이터(RTG)'를 싣고 있는데 장치는 플루토늄-238의 자연 반감을 통해 열을 생산하고 이를 전기로 바꿔 탐사선의 동력으로 이용한다.

하지만 시간이 흐르면서 이 장치의 효율이 떨어져 이제는 처음 발사 때보다 약 60%밖에 전력을 생산하지 못하게 되었고 보이저 운영팀은 보이저호에 실려 있는 5대의 과학측정 장비 중 '우주선(cosmic ray) 서브시스템(CRS)'의 보온장치 가동을 중단하여 에너지를 절약하는 결정을 내렸다. 

CRS는 보이저 2호가 태양권 계면을 벗어날 때 태양풍 입자를 분석하는 중요한 역할을 했지만 특정 방향에서만 우주선 입자를 분석할 수 있어 1차 보온장치 단절 대상으로 선정되었다. 

탐사선이 있는 곳은 태양 빛이 미치지 못하는 추운 성간우주라 보온장치가 없으면 과학측정 장비나 기기가 제대로 작동하지 않을 수 있지만 CRS는 현재 영하 59도까지 떨어진 상태에서도 보온장치 없이 여전히 잘 작동하여 자료를 전송해 오는 것으로 전해졌다. 

보이저호 운영팀은 보이저 2호가 싣고 있는 장비가 1호보다 더 많아 2호부터 보온장치 가동을 중단시켰고 앞으로 더 동력 상황이 안 좋아지면 다른 장비의 보온장치를 추가로 꺼 동력을 확보한다는 방침이다. 

보이저 운영팀은 동력 및 노후 장비·부품 관리를 통해 보이저 1,2호가 앞으로 수년간 더 성간우주에서 과학정보를 계속 수집할 수 있을 것으로 보고 있으며 이를 통해 얻어지는 자료들은 NASA의 '성간우주경계탐사선(IBEX)'이 원격 측정한 기존 자료를 보완해주고, 2024년에 발사될 '성간우주매핑가속탐사선(IMAP)'의 토대로 활용될 전망이다.

이미 자신의 기대 수명을 넘어서며 충분한 활약을 해 준 보이저호. 하지만 아직 보이저호는 계속 나아가고 있다. 과연 어떤 새로운 정보로 우리를 놀라게 해 줄까? 보이저호가 더욱 더 오랜 시간을 버텨 우주의 비밀을 푸는 더 많은 자료를 보내주기를 기대해 본다.