비너스의 황홀한 모습, 두 우주선이 포착한 금성의 밤과 낮

비너스의 황홀한 모습, 두 우주선이 포착한 금성의 밤과 낮

[사이언스샷] 솔라 오비터, 베피콜롬보 33시간 간격으로 근접 비행

이영완 과학전문기자

입력 2021.08.14 11:08

 

 

 

 

 

솔라 오비터가 근접 비행 도중 촬영한 초승달 모양의 금성./NASA

우주선 두 대가 거의 동시에 금성을 스쳐 지나가면서 포착한 영상이 공개됐다. 최근 대기에서 생명체의 흔적이 포착되면서 금성 탐사 열풍이 일고 있는 가운데 이번 근접 비행이 금성에 대한 새로운 사실을 밝혀줄지 기대된다.

유럽우주국(ESA)은 지난 13일(현지 시각) 태양 탐사선 ‘솔라 오비터(Solar Orbiter)’와 수성 탐사선 ‘베피콜롬보(BepiColombo)’가 33시간 간격으로 금성을 지나가면서 영상을 촬영하고 과학 정보를 수집했다고 밝혔다.

ESA와 미국항공우주국(NASA)이 공동 개발한 솔라 오비터는 지난 9일 오후 1시42분(한국 시각) 금성에서 7995㎞ 거리를 지나갔다. 유럽이 일본우주항공연구개발기구(JAXA)와 개발한 수성 탐사선 베피콜롬보도 10일 오후 10시 51분 금성 552㎞ 거리까지 접근했다.

9일 오후 1시42분(한국 시각) 금성에서 7995km 거리까지 접근하는 태양 탐사선 솔라 오비터 상상도./ESA

◇초승달 모양의 금성 관측

아쉽게도 두 우주선은 이번 근접 비행에서 금성의 고화질 영상을 촬영하지는 못했다. 솔라 오비터는 계속 태양 쪽을 향하면서 비행하고, 베피콜롬보의 주 카메라는 전송 모듈에 가려져 있기 때문이다.

대신 솔라 오비터는 태양풍 관측용 카메라((SoloHI)로 가시광선을 포착해 금성을 촬영했다. 화면 왼쪽에서 오른쪽으로 지나가는 금성에서 햇빛이 아직 닿지 않은 밤의 영역이 검은 원으로 보이며, 그 주위로 초승달 모양으로 빛을 반사하는 곳이 낯의 금성이다. 태양은 금성의 오른쪽 상단에 있어 화면에는 잡히지 않았다.

 

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베피콜롬보가 촬영한 금성./ESA

솔라 오비터가 지나가고 33시간 뒤 베피콜롬보가 자체 모니터용 카메라 두 대로 금성 근접 비행 당시와 이후 금성에서 멀어질 때 금성을 촬영할 수 있었다. 1024×1024화소 해상도의 흑백 사진에는 베피콜롬보가 금성의 밤면에서 접근해 낯면으로 나아가고, 금성에서 점점 더 멀어지는 장면이 포착됐다. 이미지 한쪽에는 베피콜롬보를 구성하는 두 대 위성 중 하나인 ‘수성 행성 궤도선(MPO)’의 안테나와 동체 일부가 보인다.

베피콜롬보는 근접 비행 동안 금성이 밤에서 낮에서 바뀌면서 엄청난 온도 상승을 경험했다. 베피콜롬보는 수성 행성 궤도선과 ‘수성 자기장 궤도선(MMO)’, 그리고 이들을 수성까지 데려가는 전송 모듈로 구성된다. 방열판 안쪽에 있는 일본의 수성 자기장 궤도선은 태양전지판 온도가 섭씨 영하 100도에서 영상 10도까지 110도나 올라갔다. 유럽의 수성 전송 모듈은 온도가 50도 상승했으며, 수성 행성 궤도선은 20도 올라갔다. 솔라 오비터와 베피콜롬보는 근접 비행 동안 금성의 엄청난 중력도 경험했다.

 

베피콜롬보의 금성 근접 비행 과정에서 촬영한 금성의 모습./ESA

◇에너지 절감 차원서 금성 통과

솔라 오비터는 지난해 2월 지구를 떠나 2025년 3월부터 2029년 7월까지 네 차례에 걸쳐 태양 극지 궤도를 통과할 예정이다. 베피콜롬보는 2018년 지구를 떠나 2025년 수성 궤도에 도착할 예정이다.

두 우주선은 에너지 절감 차원에서 목적지로 바로 가지 않고 금성을 근접 비행했다. 행성의 중력을 이용하는 이른바 중력도움비행이다. 마치 징검다리를 밟고 개울을 건너듯 행성의 중력에 이끌린 공전과 탈출 비행을 반복하면서 최종 목적지로 가는 것이다. 하지만 이번 중력도움비행은 두 우주선이 반대쪽에서 거의 동시에 금성을 자세히 관측하는 기회를 제공했다.

솔라 오비터가 금성을 근접비행하면서 관측한 금성 자기장의 변화./ESA

무게 1.8톤의 솔라 오비터에는 태양의 대기를 촬영하고 자기장과 태양풍, 태양 에너지 입자 등을 측정하는 10가지 과학 장비가 탑재돼 있다. 베피콜롬보의 수성 행성 궤도선과 수성 자기장 궤도선도 탑재 과학 장비로 금성의 자기장과 고에너지 플라스마 환경을 관측했다.

이번 관측 데이터는 금성의 생명체 미스터리를 푸는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 지난해 9월 영국 카디프대의 제인 그리브스 교수 연구진이 금성에서 생명체의 흔적을 발견하면서 금성에 대한 관심이 급증했다. 카디프대 연구진은 당시 하와이와 칠레의 전파망원경으로 금성의 50~60㎞ 상공 대기에서 미생물이 만든 것으로 추정되는 수소화인을 포착했다고 밝혔다. 수소화인은 인 원자 하나와 수소 원자 3개가 결합한 물질로 지구 실험실에서 합성하거나 늪처럼 산소가 희박한 곳에 사는 미생물이 만든다.

두 우주선의 금성 근접 비행은 향후 유럽이 계획하고 있는 금성 탐사선 ‘인비전(EnVision)’에도 도움을 줄 수 있다. ESA는 지난 6월 금성 탐사선 인비전을 이르면 2031년 발사하겠다고 밝혔다. 인비전은 나사가 개발한 위성 영상 레이더를 장착하고 금성 궤도를 돌며 대기부터 내핵까지 분석할 예정이다. 나사도 6월에 금성 탐사선 ‘다빈치+(DAVINCI+)’와 ‘베리타스(VERITAS)’를 2028년 이후 발사할 예정이라고 발표했다. 1989년 마젤란호를 금성에 보낸 이후 32년 만이다.