2023년에 시작될 우주 탐사 미션은?

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2023년에 시작될 우주 탐사 미션은?
올해 시작될 천문·우주 미션들

2023.01.02 09:00 김민재 리포터

미래 세대가 기억할 2022년

2022년은 우주 탐사의 전초기지와도 같은 한해였다. 미항공우주국(NASA)은 그간의 과학기술과는 차원이 다른 제임스웹 우주망원경의 성공을 보여주며 미래 우주망원경이 가야 할 길을 보여주었고 세계 최초의 지구 방어 임무는 소행성에 정확히 충돌하며 성공적으로 수행되었다. 또한, 인류의 달 탐사는 현존하는 가장 강력한 로켓을 이용하여 다시 시작되었다.

2023년 역시 2022년과 마찬가지로 천문 우주 분야에 있어서 매우 획기적인 한 해가 될 것으로 예상된다. 새로운 콘셉트의 우주탐사가 시작되며, 특히 민간 우주기업 분야에서 매우 다양한 도전이 시작될 예정이다.

프시케 (Psyche) 임무 – 소행성 프시케 탐사

2017년, 목성 트로이 소행성군을 탐사하기 위한 임무인 루시(Lucy) 미션과 함께 미항공우주국의 디스커버리 계획(저비용·고효율에 초점을 맞춘 NASA 태양계 탐사 미션들)에 포함된 프시케 (Psyche) 미션은 우리 태양계의 첫 번째 먼지 원반이자 지구에서 가까운 소행성대에 존재하는 무거운 소행성 프시케를 탐사할 예정이다. 마치 혜성을 근접 관측한 로제타 (Rosetta/ESA) 임무처럼 그냥 소행성의 근접 관측이라고 해도 놀라운 데, 프시케 임무가 기대되는 데에는 또 다른 이유가 있다.

목성 트로이 소행성군을 탐사하기 위한 임무인 루시 미션(왼쪽)과 함께 미항공우주국의 디스커버리 계획에 포함된 프시케 미션(오른쪽)의 상상도 © NASA

1852년 처음 관측된 프시케는 약 40년 전 전파 관측을 통해서 철과 니켈로 이루어져 있다는 사실이 밝혀졌다. 이는 초기 태양계에서 형성된 원시 행성의 중심핵으로 추정된다. 과거 근접 관측 천체 미션들은 주로 얼음, 암석 등으로 이루어진 혜성 그리고 소행성에 초점을 맞추었지만, 위 미션은 금속으로 이루어진 천체의 첫 근접 관측이다. 우리는 지구의 핵을 직접 관측할 수가 없기에 프시케의 근접 관측과 조사를 통해서 지구형 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 큰 힌트를 얻을 수 있으리라 기대된다.

프시케는 철과 니켈로 이루어져 있으며 이는 초기 태양계에서 형성된 원시 행성의 중심핵으로 추정된다. © NASA

프시케 미션은 본래 2022년에 출발할 계획이었으나 소프트웨어 개발과 점검 문제로 한차례 미뤄지게 되었다. 이후 잠정 취소가 되며 상황은 더 악화하였지만, 다행히 2023년 10월 10일 발사로 계획이 확정되었다. 태양계의 천체들은 공전 운동으로 천체 간의 상대적인 위치가 항상 변한다. 따라서 여러 천체를 근접 비행하며 에너지 동력을 얻기 위해서는 지구에서 특정 천체로 출발하기 위한 적절한 발사 시간이 항상 변하게 된다. 프시케 탐사선이 예정대로 2023년 10월에 성공적으로 발사된다면 2026년에 화성을 근접 비행하며 2029년 8월에 프시케 소행성에 도착할 예정이다.

태양계에 또 다른 생명체가 존재할 수 있을까? – 유럽우주국의 목성/목성 위성 탐사 미션

우리 태양계는 우주 규모에 비해서 한없이 작은 존재이지만 지구에 비해서는 여전히 매우 거대한 천체이다. 과연 이 태양계 중 지구에만 생명체가 존재하고 있을까? 적어도 인류와 같은 지성의 생명체는 지구에만 존재할 가능성이 크지만, 단세포 생물이나 산소 없이도 생활이 가능한 혐기성 (미)생물들이나 박테리아들은 태양계 어딘가에 존재했거나 존재하고 있지 않을까?

목성과 위성들에 관해서 탐구하게 될 JUICE 미션 © JUICE/ESA

천문학자들은 화성이나 목성의 위성들 (유로파, 가니메데, 칼리스토, 이오), 그리고 토성의 위성들 (타이탄, 엔셀라두스), 해왕성의 위성 (트리톤), 금성, 소행성 세레스 등에 생명체가 존재하고 있을 것이라고 기대하고 있다. 이 중 상당수는 유럽우주국의 JUICE (쥬스, Jupiter Icy Moons Explorer)미션에 의해서 탐구될 예정이다. 쥬스 미션은 목성과 목성의 위성 가니메데, 칼리스토, 유로파 등을 탐구할 목적으로 시작되며 2023년 발사 예정이다.

목성과 위성들에 관해서 탐구하게 될 JUICE 미션 © JUICE/ESA

쥬스 탐사선에는 총 10가지의 과학 연구 장비가 탑재될 예정이며, 최소 35번의 저공비행 등을 통해서 위성의 표면과 특징들을 자세히 탐구할 예정이다.

무섭게 성장하는 중국 – 이번엔 우주망원경이다

이제 더 이상 중국은 천문 우주 분야에서 변방 국가가 아니다. 1990년대 초중반부터 기초 과학 분야에 대한 장기간의 투자를 바탕으로 2022년에는 중국의 독자 우주정거장을 완료했으며 2023년에는 중국의 독자 우주망원경마저 발사될 예정이다. 쉰톈(Xuntian, Chinese Survey Space Telescope라고도 부름)이라고 부르는 위 망원경은 가시광선과 근 자외선에 특화된 망원경이다.

쉰톈 우주망원경의 상상도 © Jaimito130805

따라서 제작, 발사 및 운영 국가는 다르지만, 인류 입장에서 본다면 위 망원경이 사실상 허블 우주망원경의 후계자인 셈이다. 쉰톈 망원경은 허블보다 300배에서 350배 큰 시야를 가지고 있다. 이를 통해서 예상 운용 기간인 10년 동안 우주의 40% 정도를 촬영하고 조사할 수 있으리라 기대된다.

OSIRIS-REx의 지구 귀환

2023년에는 여러 미션이 시작되고 발사되는 반면, 지구로 돌아오는 미션도 있다. 2016년 지구를 떠나서 2020년 소행성 Bennu(베누)의 “Nightingale” 지역에 도착한 OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) 미션은 소행성 샘플을 수집하여 지구로 돌아오는 미션이다. (착륙 장면 보러 가기)