기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 332 - 유로파 미션을 추진 중인 나사


 
 목성의 위성은 유로파는 얼음 지각 안에 거대한 바다가 있을 가능성이 매우 높은 위성입니다. 물론 직접 얼음 지각을 뚫고 들어가 액체 상태의 물을 확인한 건 아니지만 여러 가지 간접적인 증거들은 과학자들로 하여금 바다의 존재를 확신하게 만들고 있습니다. 그러나 역시 과학자라면 직접적인 증거를 찾아내는 것은 물론 혹이 있을 지도 모르는 유기물과 생명체의 존재를 찾아야 하겠죠.

 나사와 유럽 우주국 모두 유로파를 다음 태양계 탐사의 주요 목표로 설정하고 있습니다. 그 중에서 나사는 2025년 정도에 탐사선을 발사하는 것을 구체적인 미래 목표로 설정하고 필요한 예산을 이미 확보한 상태입니다. 2014년에 백악관은 이미 유로파 탐사 미션의 예산을 1억 달러까지 증액했습니다. 

 이에 더해서 나사의 최고 재무 책임자인 데이비드 라드자노프스키(NASA chief financial officer David Radzanowski )는 올해 10월 1일 부터 시작되는 2016년 회계 년도에 유로파 미션에 필요한 초기 연구를 위한 예산 3000만 달러를 반영해주기를 요청했다고 발표했습니다.
​
 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 미션으로 알려진 이 계획은 훨씬 많은 비용이 다른 계획들을 물리치고 현재 유력한 유로파 탐사 미션으로 주목받고 있습니다. 경쟁적인 계획이었던 JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter. http://jjy0501.blogspot.kr/2012/08/110.html 참조 )의 경우 160억 달러라는 감당하기 힘든 수준의 예산이 필요하다는 분석이 나와서 이미 취소된 상태이며, 유로파에 착륙선을 내려보내는 랜더 미션과 목성 - 유로파 오비터 미션(Jupiter Europa Orbiter) 역시 43억 달러라는 부담스런 비용을 요구해 취소된 상태입니다. 

 '지금 제군들이 들고 있는 무기는 가장 낮은 낙찰가를 써낸 군납업자가 납품한 것이다'라는 오랜 미군 속담처럼 결국 주요 계획중에서 가장 낮은 비용을 제시한 유로파 오비터 미션이 최종적으로 선정된 셈인데, 낮은 가격이라고 해도 무려 20억 달러에 육박하는 비용이 필요한 큰 사업입니다. 일단 목성 밖으로 나가는 외행성 탐사선은 대형 로켓을 사용해야 하는 만큼 비용도 많이 들고 가는데 까지 시간이 많이 드는게 보통입니다. 

 아무튼 나사의 유로파 임무는 클리퍼(Clipper)라는 명칭을 얻었는데, 이는 19세기에 널리 사용된 쾌속 범선을 의하는 단어로 우리가 범선하면 상상하는 여러개의 돛을 단 큰 범선을 말하는 것입니다. 유로파까지 쾌속으로 전진하는 우주선의 모습을 상상하면 범선의 이미지가 떠오르는 것 같기도 하네요.



(유로파 클리퍼의 임무.  The concept for the operation of the science instruments on-board Europa Clipper during a Europa flyby. (Courtesy NASA/JPL-Caltech))


(유로파 클리퍼의 공전 궤도. 유로파의 모든 지역을 가능한 빠짐없이 관측할 수 있을 것으로 기대됨. The concept to achieve "global-regional coverage" of Europa during successive flybys. (Courtesy NASA/JPL-Caltech)) 


(유로파 클리퍼의 모델. 아직 완전히 개발이 끝난 우주선이 아니라 아직 컨셉임. 이 모형에서 중앙부의 높이는 5.5 미터에 달할 만큰 대형 탐사선. A model of the Europa Clipper mission concept displayed at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Calif., on Feb. 2, 2015. The spacecraft's 'vault' is shown in red.
IAN O'NEILL/DISCOVERY NEWS) 

 유로파 클리퍼는 다수의 관측 장비를 가지고 유로파 주위를 32회에서 48회 정도 공전하면서 여러 정보를 수집할 예정입니다. 과거 갈릴레오와 보이저 우주선보다 훨씬 고성능의 장비를 가지고 유로파에 매우 근접하는 만큼 유로파에 대한 상세한 정보를 수집할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 유로파의 얼음 지각의 정확한 구성은 물론 중력 분포, 열 분포 자료를 통해서 아주 구체적으로 내부의 바다의 존재 및 크기를 알 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

어쩌면 유로파 클리퍼는 매우 구체적인 바다의 증거 - 즉 유로파의 얼음 지각을 뚫고 솟아오르는 간헐천과 깨진 얼음 지각 사이의 물 - 을 발견할 지도 모릅니다. 이전에도 수증기가 분출하는 것 같은 증거가 발견되었기 때문이죠. ( http://jjy0501.blogspot.kr/2013/12/europa-water-vapor.html 참조) 유로파 클리퍼는 이를 실제로 근접 관측해서 매우 결정적인 정보를 제공할 가능성이 있습니다. 

 유로파 클리퍼의 발사 예상 시기는 지금으로부터 10년 후인 2020년대 중반입니다. 유로파에 도달하는 것은 Atlas V 로켓을 사용하는 경우 6.4년이며 현재 개발 중인 SLS를 사용하는 경우에는 1.9년 정도입니다. 임무 기간은 최대 3.5년으로 잡고 있지만 그 이상도 가능할 것입니다. 

 유로파 클리퍼의 중요한 임무 중에 하나는 앞으로 미래에 있을 유로파 착륙 임무를 위해서 적당한 위치를 선정하는 것도 있습니다. 지구 이외의 바다에 최초로 뛰어들게 되는 것은 언제가 될지 장담하기 어렵지만 어쩌면 수십년 후 다음 세대에는 현실이 될지도 모릅니다. 다만 유로파 클리퍼가 순조롭게 발사되려면 예산이 허락해야 하겠죠. 가능한 순조롭게 되기를 기대해 봅니다.  


 참고     







댓글

이 블로그의 인기 게시물

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

렘 수면이 식이 패턴에 영향을 준다?

  ( Using a techniqu e called optogenetics, the activity of cells in the brain can be specifically suppressed with light pulses. Credit: Pascal Gugler / Insel Gruppe )  수면 중 빠른 안구 운동이 발생하는 렘 (REM) 수면은 아직도 그 기능이 완전히 밝혀지지 않았지만, 수면에서 매우 중요한 부분이라는 사실은 확실합니다. 렘 수면은 꿈과 관련이 깊으며 전체 수면 시간이 부족하지 않더라도 렘 수면 시간이 짧으면 다음날 집중력이 떨어지고 많이 피곤하게 됩니다. 아마도 렘 수면 시간 동안 여러 가지 기능과 작업이 이뤄짐을 시사하는 결과입니다.   베른 대학교 ( University of Bern )의 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 렘 수면이 식이 패턴에 미치는 영향을 조사했습니다. 연구팀은 렘 수면이 외측 시상하부 ( lateral hypothalamus)에 영향을 주어 식욕을 조절할 수 있다는 증거를 발견했습니다. 외측 시상하부는 모든 포유류에서 볼 수 있는 시상하부의 작은 핵으로 식욕을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 과거 과학자들은 렘 수면 동안 외측 시상하부가 활성화되는 것을 확인했지만, 렘 수면이 실제 식욕을 조절하는지에 대해서는 알지 못했습니다. 렘 수면 동안 외측 시상하부만 차단할 방법이 없었기 때문입니다.   연구팀은 빛으로 살아있는 세포를 조절하는 기술인 광유전학 (optogenetic) 방식으로 렘 수면 중인 쥐의 외측 시상하부 활동을 차단했습니다. 그 결과 쥐의 식욕이 저하되는 것을 확인할 수 있었습니다. 불과 하루 간 차단만으로도 4일 정도 효과가 지속될 정도로 식욕에 대한 영향이 컸습니다. 이는 렘 수면이 식욕을 적절하게 유지하는 데 도움을 준다는 점을 시사합니다.   사실 최근에 다이어트에 대한 수요가 폭발해서 ...

벽돌 속에 전기를 저장하는 코팅

  ( Red brick device developed by chemists at Washington University in St. Louis lights up a green light-emitting diode. The photo shows the core-shell architecture of a nanofibrillar PEDOT-coated brick electrode. Credit: D'Arcy laboratory, Department of Chemistry, Washington University in St. Louis )  신재생 에너지 확대와 에너지를 24시간 차질 없이 공급해야 하는 기업과 기관 (예를 들어 병원, 금용기관, 중요 산업 시스템 및 기타 갑자기 시스템을 중지할 수 없는 분야)이 증가함에 따라 에너지 저장 장치 (ESS)의 수요 역시 가파르게 증가하고 있습니다. 특히 풍력과 태양광처럼 에너지 생산량 변동이 심한 에너지원이 보급되면서 값싸고 안전하게 대량의 에너지를 저장할 수 있는 방법의 요구가 커지고 있습니다.   워싱턴 대학 줄리오 다르시 ( Julio D'Arcy ) 교수가 이끄는 연구팀은 평범한 벽돌에 전기를 저장할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 연구팀의 접근법은 전기가 통하는 폴리머 소재인  PEDOT를 코팅해 벽돌 자체를 슈퍼 커패시터 (콘덴서)로 만드는 것입니다. 화학 배터리 대신 슈퍼 커패시터에 전기를 저장하는 연구는 일찍부터 있어왔지만, 흔한 벽돌 소재의 슈퍼 커패시터는 참신한 시도라고 할 수 있습니다. 벽돌에 에너지를 저장하려는 시도 역시 이전에도 있었지만, 대개 열을 저장하는 방식이었고 전기 자체를 저장하는 방식은 새로운 시도입니다.   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221592595133  연구팀에 따르면 일반적인 크기의 벽돌에 PEDOT 소재를 코팅할 경우 최대 10분 정도 LED 전...