[아하! 우주] 태양풍 이용해 외계 손님 맞이…신개념 탐사선 등장

최근 천문학계를 뒤흔든 큰 뉴스 중 하나는 태양계를 방문한 외계 천체들이다. 첫 번째 손님인 오무아무아와 두 번째 손님인 보리소프는 과학자들의 집중 관측 대상이 됐다.

하지만 기본적으로 매우 빠른 속도로 태양계에 진입한 후 이탈하는 데다 지구에서 가까운 거리가 아니어서 상세 관측에는 한계가 있다. 과학자들은 이런 외계 천체를 근접 관측할 방법을 진지하게 연구하고 있다.

MIT의 리처드 리나레스 교수는 최근 나사의 혁신 진보 컨셉(NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)) 프로그램의 지원을 받아 스타티트(Statite)라는 새로운 개념의 탐사선 개발에 착수했다.

스타티트는 정지(Static)과 위성(satellite)의 합성어로 태양풍을 받는 돛인 솔라 세일을 이용해서 궤도상의 특정 부위에 떠 있는 위성을 말한다. 이는 공전주기가 지구의 자전주기와 같아서 지표면에서 볼 때 항상 같은 곳에 정지해 있는 것처럼 보이는 위성인 정지 위성(geostationary satellite)과 다른 개념이다. 굳이 비교하자면 궤도를 공전하는 위성보다는 태양풍에 날리는 연이라고 할 수 있다.

스타티트는 반드시 공전 궤도를 돌아야 하는 위성에 비해 위치에 대한 제약이 적지만, 지구 중력을 이기기 위해서 상당히 큰 솔라 세일이 필요해 실제 적용 사례는 없는 연구 개념에 불과했다.

하지만 MIT 연구팀은 태양 근처에 스타티트를 띄울 경우 상당한 이점이 있다고 생각했다. 태양에서 가까운 거리일수록 태양풍이 강해져 작은 솔라 세일로도 스타티트를 유지할 수 있고 태양 근처로 오는 외계 천체를 맞이하는 데 이상적이기 때문이다.

지구는 태양과는 비교할 수 없을 만큼 작은 중력을 지니고 있다. 따라서 태양계로 진입하는 외계 천체는 지구가 아니라 태양에 가까운 궤도를 돌고 나간다. 태양 근접 스타티트 탐사선이 외계 천체 탐사에 더 유리한 이유다.

적당한 궤도와 거리에서 접근하는 외계 천체를 발견하면 탐사선은 솔라 세일을 버리고 태양의 중력을 이용해 빠른 속도로 낙하하면서 외계 천체에 다가간다. 물론 외계 천체만큼 속도를 내긴 어렵지만, 어느 정도 따라잡아 가까이에서 관측만 해도 지구에서 알 수 없었던 많은 정보를 수집할 수 있다.

과학자들은 스타티트 외에도 외계 천체를 좀 더 가까이에서 탐사할 수 있는 방법들을 고민하고 있다. 당장 실행에 옮기기는 어렵겠지만, 연구를 계속하면 언젠가는 외계에서 온 손님의 모습을 더 가까이에서 보고 태양계 밖 행성계의 비밀을 풀어낼 수 있을 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com