MESSENGER 비행 일러스트. 수성의 위치에서는 태양광이 지구보다 11배나 강하기 때문에(450℃) 내열에 대한 대비가 아주 중요합니다.
수성(Mercury) 탐사선 MESSENGER의 첫번째 수성 근접비행(fly-by)이 지난 14일에 성공적으로 끝났습니다. MESSENGER는 2004년 8월에 발사되어, 2011년 3월에 최종 수성 궤도에 진입하게 되는 아주 오랜 비행을 하고 있습니다. 탐사선을 수성으로 이동시키는 것은 탐사선을 태양으로 떨어트리는 행위와 다를 바가 없기 때문에 탐사선은 필연적으로 매우 빠른 속도로 가속될 수밖에 없습니다. 따라서 탐사선을 수성의 위성궤도에 올려놓기 위해서는 속도를 수성 위성궤도 진입 속도로 낮추어야만 하며, MESSENGER는 이번까지 모두 4차례에 걸친 행성 근접비행으로 계속적으로 비행속도를 늦췄습니다. 또한 앞으로 2차례 더 행성 근접비행을 하여 속도를 적절한 수준까지 늦출 예정입니다.
이번 근접비행은 수성에 200km 부근까지 접근하도록 진행되었는데, 이 와중에 마리너 10호가 촬영하지 못했던 수성의 절반에 대한 사진을 촬영하는데 성공하기도 했습니다.
MESSENGER은 이후 여섯가지 주요 질문에 대한 해답을 찾는 탐사를 벌일 예정이라고 하는데, 일반인이 보기에 제일 흥미로워 보이는 것은 수성은 왜 수축하고 있는가(Why is Mercury so dense)
정도 되겠군요. 이것은 30년 전에 첫번째 수성 미션을 진행했던 마리너 10호(Mariner 10)가 보내온 사진 속에 나타난 긴 절벽들의 존재에서 비롯된 의문으로, 행성의 진화에 대한 새로운 대답을 전해줄 수 있을 것으로 기대되는 부분입니다.
마리너 10호가 찍은 수성에서 가장 긴 절벽인 디스커버리(Discovery) 사진. 650km입니다. 수성에는 이처럼 크고 작은 절벽이 아주 많은데, 과학자들은 이것들을 수성 수축의 증거로 생각하고 있습니다.
이제 MESSENGER는 몇 십분짜리 첫번째 수성 근접비행을 마치고 두번째 수성 근접비행을 향해 날아가고 있습니다. 두번째 근접비행은 2008년 10월로 예정되어 있습니다. 이 탐사의 관리는 NASA의 deep space missions 역사상 최초로 민간기업에 양도되어 KinetX 사에서 책임지고 있습니다. 탐사선 제작은 JHUAPL에서 진행하였습니다.
- MESSENGER
- 로마 신화에서는 머큐리를
제우스주피터의 전령으로 표현하고 있기 때문에 중의적으로 이 점을 고려한 작명이기도 합니다. - 근접비행(fly-by)
- 보통 fly-by는 근처를 통과한다라는 의미에서 사용하는 용어이고, 이번 미션의 경우에는 더 정확하게 swing-by라고 표현할 수 있습니다. swing-by는 근접통과할 천체의 중력을 이용하여 탐사선의 궤도 및 속도를 조정하는 fly-by라고 보시면 됩니다. 보통
호프만 이동 궤도호만 이동 궤도(Hohmann transfer orbit)를 사용합니다. - 탐사선을 수성의 위성궤도에 올려놓기 위해서는 속도를 수성 위성궤도 진입 속도로 낮추어야만 하며
- 이것은 태양과 수성의 이탈속도(escape velocity) 차이에서 비롯되는 것으로, 이탈속도란 해당천체의 중력을 벗어나기 위해 필요한 초기속도를 일컫습니다. 태양의 이탈속도는 수성의 행성궤도 상에서 약 68km/s, 수성의 이탈속도는 약 5km/s으로, 태양의 중력우물(gravity well)에서 놀던 MESSENGER의 속도는 태양의 이탈속도에 크게 근접해있을 것이기 때문에 속도를 줄이지 않고 수성에 접근하게 되면 바로 튕겨나가고 말 것입니다. 1974년과 1975년에 3차례에 걸쳐 수성을 근접통과했던 마리너 10호(Mariner 10)의 경우가 이 상황에 해당하는 것으로, 마리너 10호는 금성과 수성을 거쳐가는 미션을 수행했지만 높아진 속도로 인해 궤도진입 미션을 진행하지는 않았습니다.
- 긴 절벽들의 존재
- 간단하게 말하면 쪼그라들어서 생기는 주름이라고 볼 수 있겠지요.
- 몇 십분짜리 첫번째 수성 근접비행
- MESSENGER의 현재 속도라면 수성 지름의 거리(4879km)를 통과하는데 15분 밖에 걸리지 않습니다.