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2012년 7월 10일 화요일

태양계 이야기 100 - 미래의 타이탄 탐사








 1997 년 발사된 카시니 탐사선은 2004 년에 토성에 도달해서 지금까지 상당한 과학적 성과를 거둔 탐사선입니다. 하지만 이제 점점 수명이 다해가고 있고 (사실 본래 계획했던 수명보다 훨신 오래 작동하는 중. 2008 년의 본래 목표를 채운 후 현재 2017 년까지 계획으로 연장 미션 중인 탐사선) 토성까지 가는 시간을 고려할 때 지금쯤 차세대 토성권 탐사선을 보낼 시기가되었다고 할 수 있습니다. 하지만 예산상의 문제로 인해 현재까지 확실하게 결정된 차기 탐사선은 없는 상황입니다. 여기서는 차기 탐사선으로 제안되는 것들을 잠시 알아보겠습니다. 


 -  TSSM (Titan Saturn System Mission) 


 카시니 - 호이겐스 탐사선 처럼 이번에도 NASA 와 ESA 의 협력으로 제안되고 있는 차기 토성 - 타이탄 탐사 위성이 바로 TSSM 입니다. 이 탐사선의 구체적인 사양은 아직 제안단계라 앞으로 크게 변경될 가능성도 있으며 더 우려되는 바로는 취소될 가능성도 충분합니다. 사실 나사가 2007 년 회계 년도에 추정한 총 프로젝트 비용은 무려 25 억 달러에 달해 지금처럼 예산을 타내기가 빠듯한 시기에는 다소 험난한 앞길이 예상되고 있습니다. 


 현재 추진되는 목표로는 TSSM 은 2020 년 즈음 발사되어 2029 년에 토성에 도달하게 되며 4 년 간의 주 임무 기간을 가지게 됩니다. 여기에는 2년간의 토성 미션과 20 개월의 타이탄 미션, 그리고 2달 간의 타이탄 대기 샘플링 미션등이 포합니다. 또 TSSM 에는 타이탄에 착륙해서 지표를 탐사할 호이겐스 같은 착륙선도 탑재될 예정입니다.  



 (제안 중인 TSSM 모델의 하나. 이전의 카시니와 비슷하며 중량 1613 kg 정도의 대형 탐사선   NASA/ESA   public domain  )  


 이전의 카시니와 달리 TSSM 은 단순히 타이탄 근처에 접근해서 스처 지나가는 것이 아니라 타이탄 주변 궤도를 돌면서 대기의 조성이나 지표에 대한 훨씬 정밀한 관측을 시도합니다. 다만 이러기 위해서는 많은 연료가 필요하게 되는데 TSSM 은 이온 추진 로켓을 사용해서 필요한 연료를 줄이는 방안이 검토되고 있습니다. 아무튼 더 향상된 센서와 장시간의 근접 촬영이 이루어진다면 우리는 타이탄에 대해서 아주 상세한 내용을 새롭게 알 수 있을 것입니다. 


 또 한가지 중요한 것은 바로 타이탄에 어떤 종류의 착륙선을 내려보낼 것인지에 대한 것입니다. 호이겐스 탐사선은 달을 제외한 위성에 착륙한 첫 탐사선이라는 의의는 있지만 생각보다 많지 않은 정보만을 보내왔습니다. 이를 극복하기 위해 완전히 새로운 두가지 종류의 착륙선이 동시에 계획되고 있습니다. 


 첫번째는 열기구를 이용해서 타이탄의 대기를 떠다니면서 관측하는 컨셉으로 타이탄의 지표위를 떠다니면서 그 모습을 상세하게 지구로 전송해줄 것으로 기대됩니다. 타이탄은 지구보다 두꺼운 대기를 가지고 있고 그 온도가 극도로 낮기 때문에 적은 에너지로도 쉽게 기구를 사용할 수 있습니다. 



 (타이탄 기구 탐사선의 컨셉    NASA/ESA   public domain) 




 - TiME


 또 다른 탐사선은 타이탄에 탄화 수소 액체 호수에 착륙하는 컨셉입니다. TiME (Titan Mare Explorer) 로 알려진 이 탐사선은 사실 TSSM 과 별개로 발사될 가능성이 높습니다. 발사된다면 2016 년 정도로 예정하고 있으며 2023 년 도착해서 이전 카시니에서 얻은 정보를 바탕으로 적당한 호수에 낙하산으로 착륙한 후 부표처럼 떠다니면서 호수의 성질과 구성성분, 그리고 해안가의 특징등을 조사하는 것을 목표로 하고 있습니다. 



(TiME 의 컨셉 아트    NASA/ESA  public domain ) 


 TiME 은 아마도 TSSM 보다는 저렴한 소형 탐사선이 될 가능성이 높습니다. 그래도 미션 비용이 4억 2500 만 달러 정도로 예상되고 있습니다. 한가지 흥미로운 점은 만약 타이탄의 호수에 생명체 비슷한게 살고 있을 가능성 입니다. 혹시 TiME 이 물고기나 혹은 해파리 같이 생긴 물체를 발견하진 않을까요. 만약 그렇다면 인류 역사상 최고의 발견이 될 것입니다. 물론 그전에 예산이 확보되서 TiME 이 발사될 수가 있어야 겠죠. 


 다음에 계속 : 


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