“안녕, 금성!”…태양궤도선 솔로, 첫 플라이바이 성공

미국과 유럽 합작 태양궤도선 ‘솔로’(SolO·Solar Orbiter)가 지난 27일 아침(이하 미국동부시간) 첫번째 금성 중력도움 플라이바이(flyby)를 성공적으로 마쳤다. 이는 솔로가 태양 궤도에 진입하기 위한 일련의 행성 플라이바이 중 첫번째다.

1800㎏의 솔로는 이날 오전 7시 39분 태양으로의 비행 경로 중 금성에 가장 가까운 지점에 도달했으며, 당시 우주선은 금성의 구름 꼭대기에서 약 7500㎞ 떨어진 상공에 있었다. 지난 2월 발사된 솔로는 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 합작 태양궤도선으로, 수성 궤도 안쪽인 태양에서 약 4200만㎞ 거리까지 접근하는 경사 궤도를 돌며 인류 최초로 태양 극지를 탐사할 계획이다.

솔로는 이번 금성 플라이바이를 시작으로 금성 두 차례, 지구 한 차례의 중력도움 비행을 통해 행성들이 도는 태양 적도 부근의 황도면에서 벗어나 최대 24도의 경사 궤도를 갖게 되며, 2022년 처음 근일점을 통과하게 된다. 총 7년으로 계획된 본 탐사를 마친 뒤 3년 간의 연장 임무 때는 경사도를 33도까지 높일 예정이다.

ESA 프로젝트 과학자인 다니엘 뮐러는 지난 10일 미국지구물리학회 가을회의의 기자회견에서 “솔로 미션은 물론 금성 탐사 만을 위해 설계된 임무는 아니다”고 전제하면서 “그러나 우리는 언제나 금성을 관측할 수 있는 보너스를 받을 수 있을 것”이라고 밝혔다. 솔로는 태양 탐사를 주임무로 하는 만큼 금성을 지나 비행하면서 관측하는 데는 제한이 따른다. 가장 큰 제약은 우주선을 태양의 고열로부터 보호하기 위한 설계에서 비롯된다. 솔로가 태양에 가까이 접근할 때는 지구 저궤도에 비해 우주 복사 세기가 13배 수준이기 때문에 탐사선이 태양과 마주 보는 부분은 500℃ 달하는 고온을 견뎌야 한다. 반대로 탐사선이 태양과 마주 보지 않는 부분은 영하 180℃까지 내려가는 저온 환경에 노출된다. 우주선은 최대 520℃까지 견딜 수 있도록 제작된 150㎏의 티타늄 열 방패로 보호된다.

솔로는 변화하는 환경에 따라 즉각적인 정보를 수집할 수 있는 일련의 장비들을 탑재하고 있지만, 이들 기기는 방향에 관계없이 작동한다. 과학장비는 모두 10기로, 가시광선, 전파, 극자외선, X선에 이르는 광범위한 파장 영역에서 태양을 관측할 수 있는 측정 장비 등이다. 오늘의 플라이바이에서 미션 팀은 자력계를 비롯해 전파 및 플라스마 파동 탐지기, 고에너지 입자 탐지기 센서 등을 사용해 데이터를 수집했지만, 솔로가 실행한 이번 기동은 금성을 스쳐가는 첫번째 플라이바이인 만큼 과학적으로 어떤 성과를 얻을지 확신하지 못한 상황이다. 임페리얼 칼리지 런던의 물리학자이자 솔로의 수석 연구원인 팀 호버리는 “이만한 거리에서 금성이 태양풍과 어떻게 상호작용하는지 살펴보는 것이 우리의 핵심 과제”라고 밝혔다. 지구와 달리 금성은 자기장이 없기 때문에 태양풍은 행성과 직접 상호작용한다.

ESA에 따르면 미션 팀은 비행 중에 우주선과 통신했지만 솔로가 수집한 데이터를 과학자들이 해석하기까지는 며칠이 걸릴 것이라고 한다. “우리는 정말 새롭고 흥미로운 것들을 찾게 될 것”이라고 기대감을 표한 뮐러는 “하지만 우리는 무엇을 얻게 될 것인지는 아직까지 확실히 말할 수는 없다”고 조심스레 덧붙였다.

태양 극지는 매우 빠른 태양풍의 발원지이자 태양의 흑점 활동과 주기를 이해하는 데 열쇠가 될 것으로 여겨진다. 솔로의 태양 극지 탐사는 태양의 대기와 태양풍, 자기장 등에 대한 이해를 넓혀 고에너지 입자 폭풍으로 지구에 피해를 주는 우주기상에 대한 대처 능력을 제고할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 과학자들은 앞으로 솔로가 보내올 태양 극지 데이터에 큰 기대를 걸고 있는데, 지구 통신망과 전력망 등에 영향을 미치는 태양 활동을 예측하고, 태양에 관한 새로운 단서를 발견하는 데 도움을 줄 것으로 전망되기 때문이다.

솔로는 2018년 8월 NASA가 발사한 인류 최초 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브'(PSP)와 협력 체계를 이뤄 태양 표면과 대기, 고에너지 입자 분포, 자기장 등을 입체적으로 관측할 예정이다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com