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안녕 게이들아

오늘 뉴스에도 나오고 무엇보다도 오늘 Science 논문에 [오피셜]이 떴다.

 아이오와 대학의 연구팀이 보이저가 사실상 성간 공간에 진입했다는 내용의 논문을 발표했고, 동시에 NASA에서도 공식 보도자료로 

보이저 1 호가 사실상 '성간 공간으로 진입한 첫번째 우주선'이 되었다고 발표했음.

 1977 년 발사 후 36 년 만이고, 성간 공간으로 진입한 첫번째 인공물임. 현재 지구와의 거리는 약 190억 km 로,

지구와 달 사이의 평균 거리인 38만km의 5만 배,  명왕성까지의 거리 73억km보다도 2배 반 이상 더 멀리 떨어져 있는 셈.

사실 최근에  http://www.ilbe.com/68684372 나 http://www.ilbe.com/668752860 에서처럼 이미 일게이들도 다뤄 왔고,

'보이저호가 heliosheath를 벗어난게 아니냐'라는 이야기는 계속되어 왔는데, 이번에 성간 공간으로 진입했다는 오피셜이 뜬 이유는 간단히 다음 과 같아.

먼저 보이저 1호가 태양계를 정말로 벗어났는지를 확인하기 위해선 3가지 증거가 확인돼야 한다고 과학자들은 예상하는데,

1. 태양으로부터 날아오는 태양 입자들이 급격히 줄어들어 검출되지 않아야 함

2. 우주로부터 날아오는 우주방사선 입자의 검출이 늘어야 함

3. 태양의 영향을 받는 자기장의 방향에도 변화가 나타나야 함.

사실 보이저 1호가 보내오는 계측결과는 태양에서 도달하는 입자의 수가 현저히 감소한 지 1 년이 되었는데도 나사는 태양권을 벗어났다는 발표를 보류해 왔어. 아직은 전이 지대를 지나는 중이라 갑자기 행성간 공간 입자의 밀도가 갑자기 증가하지 말란 법이 없기 때문이었음. 이제 더이상 그러한 징조가 없으니 공식적으로 발표 한 것임.

원래 임무였던 목성과 토성을 탐사한 후 우주공간으로의 여행을 떠난 보이저 1호는, 매년 3.6AU(지구-태양 간의 평균 거리, 약 1억 5천만km)를 이동하고 있어.

그러면 어째서 보이저 1호는 초속 17km/s 의 상대속도로 태양계를 벗어날 수 있는걸까?  그리고 이걸 왜 1977년에 쏘아야만 했을까?

내가 인상깊게 본 BBC다큐멘터리인 The Planets - Giants 을 보면서 함께 스윙바이에 대해 알아보자.

한 학생의 우연한 아이디어가, 20세기 최고의 우주탐사 업적으로 이어지는 드라마틱한 이야기야. ㅋㅋ

이 젊은 아저씨는 Gary Flandro 라는 아저씨인데 이 아저씨가 보이저 탐사의 아이디어를 제공함

NASA에서 인턴 비슷하게 견습으로 일하다가, 순간 엄청난 발견을 하게 된거야.

위대한 발견은 항상 사소한데서 오는 듯 ? ㅋ 아저씨 겸손 ㅍㅌㅊ?

timeline을 따라서 외행성들의 위치를 그리고 있었던 플랜드로 아저씨는 이상한 발견을 하게 되는데, 

오오미? 그럼 탐사선 한 방으로 외행성들을 주루룩 다 훑고 지나갈 수 있는교?

아제의 통찰력 ㅍㅌㅊ?

실제로 이 그림을 그려내게 됨.. ㅎㄷㄷ

(사실 기회는 170년 전에도 한번 있었는데)

NASA 흥분의 도가니크리욬ㅋㅋ (당시 달도 갔다왔겠다, 미르우주정거장 만든 소련에 대항할만한 우주위업이 필요한 미국이었음)

그래서 이 사실을 알자마자 1977년에 맞춰서 당대의 모든 과학기술을 총집합 해서 만들어 쏜것이 보이저 1,2호 탐사선인 것이었던 게야!

36년이 지난 지금까지도 현역으로 뛰면서 탐사 정보를 보낼 정도로 튼튼하게 만들어 낸 거지.

하지만 탐사선에 탐사 장비가 많이 실렸고, (800kg에 육박) 외행성 탐사는 실로 엄청 먼 거리라서 스윙바이 기법을 사용해야만 했어.

로켓을 통해 얻는 추진력에는 한계가 있기 때문에 목성까지밖에 갈 수 없기 때문이지.  (예전에 내가 쓴 글 http://www.ilbe.com/1509687594 참고)

스윙-바이(swing-by, '중력 어시스트'나 '중력 슬링샷' 기동 등으로도 불림)란, 간단히 말하면

이동 중 포물선을 그리면서 행성의 중력장 내에 들어갔다 나가는 거야. 

행성의 중력장에 잡혔다가 원심력을 얻어 공전 방향으로 빠져나가면, 행성의 공전 속도만큼의 가속을 얻을 수 있어.

일종의 중력에 의한 탄성 충돌이라고 할 수 있지. 

간단히 애니매이션을 보면, 스윙바이를 통해 가속과 감속 둘 다 할 수 있음을 알 수 있어. (그래프는 순간의 속도를 뜻함)

(가속                                                       감속)

그네를 타다가 최고점에서 살짝만 더 밀어주면 저 게이는 가속을 받아서 밖으로 튕겨나가겠지? 

그런 방식으로 우주선도 궤도에서 벗어 나며 가속력을 받는다.

보이저 1, 2호의 스윙바이 궤도.

보이저 탐사선은 목성에서의 스윙바이로 무려 74,000km/h 라는 엄청난 속도로 가속을 해 내.

행성의 중력이 클 수록 그 가속도도 커지니까 가장 좋은 대상은 역시 목성. 거의 '우주의 주유소'급이라고 할 수 있지.

이것도 엄연한 충돌 운동이라 목성의 속도도 조금은 느려지겠지만, 거대한 목성에게는  먼지하나 스치는 정도로 무시할 만 해. ^^

결국 보이저 프로젝트는 성공리에 마무리되어서 우리는 외행성에 직접 가본 듯한 생생한 사진들과 함께

계획된 임무를 다 완수하고 나서 오늘은 '인류가 최초로 태양계 밖으로 뭔가를 쏘아낸 업적'까지 이루게 해 준 거야.

그래서 Gary Flandro 아저씨 노년에 NASA에서 상 받음 ㅍㅌㅊ?

지금도 보이저 1호는 초속 17km/s로 태양을 벗어나고 있고, 현재 위치에서 지구까지 거리도 빛의 속도로도 17시간 이상이 걸리고 있어. (전파 교신도 그만큼이 걸림)

지금과 같은 속도와 방향을 유지한다면 보이저 1호는 뱀주인자리(Ophiuchus)를 향해 나아가지만, 더 이상 어떤 별과도 마주치는 일 없이 영원한 우주의 미아가 될 것으로 보여.

앞으로 약 4만년 뒤에는 지구로부터 약 17.6광년 떨어진 기린자리의 항성 ‘AC+79 3888 : AKA 글리제 행성’과 1.6광년 거리까지 근접할 것으로 예상되지만,

그땐 당연히 관측을 할 수도, 또 우리가 그 자료를 볼 일도 더 이상 없겠지..

170년만에 한 번 오는 기회를 잡은 NASA처럼, 우리 일게이들도 기회가 있을때 잡을수있는 준비된 장애인이 되자

그럼 좋은 밤 되라!

3줄요약

1. 보이저 탐사선 위업점수 개쩜

2. 스윙바이는 우주의 주유소와도 같음

3. 장거리 뛸때 중력받고 가속받음!

참고 :

http://www.sciencemag.org/content/early/2013/09/11/science.1241681

http://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_1

http://voyager.jpl.nasa.gov/mission/weekly-reports/