우리 인류가 발사한 탐사선중 가장 오래되고 가장 멀리 나간 비행체는 나사에서 발사된 보이저 1호와 2호입니다. 여기서는 이 모든 것을 포함하고 있는 나사의 그랜드투어 프로젝트와 보이저 1호 탐사선 및 2호 탐사선의 역할과 지금까지의 여정에 대해서 살펴보겠습니다.
나사의 그랜드투어 프로젝트
지금으로 부터 약 50년 전인 1970년대에 미국 NASA에서는 그랜드투어 프로젝트를 기획했습니다. 그 계획은 목성과 토성을 다른 경로로 탐험하고 그 이후에는 더 나아가 더 멀리 있는 천체로의 탐험을 목표로 하는 것입니다. 당시 미국은 달탐험을 성공적으로 마치고 우주 탐험의 선두주자로서 자리매김할 시절이었습니다. 하지만 당시 닉슨 대통령은 야심 찬 우주 탐험계획에 제동을 걸게 되는데 그 이유는 이전 케네디 대통령 시절 아폴로 달 착륙과 같은 역사적인 이벤트를 본인과 다른 당인 민주당의 업적으로 치부해 버렸기 때문입니다. 이에 따라 닉슨 대통령은 NASA의 역대급 예산 삭감을 시행했고, 이로 인해 NASA의 그랜드 투어 계획은 차질을 빚게 되었습니다. 때문에 과학자들은 계획에 작은 트릭을 추가합니다. 그것은 대외적으로 그랜드투어 프로젝트가 목성과 토성을 탐사하는 것만을 목표로 하는 것처럼 꾸미는 것이었습니다. 하지만 내부적으론 그 이후에 천왕성까지 탐사할 목적을 가지고 설계되었습니다. 다만 삭감된 예산 수준에 맞게 과학자들은 모든 역량을 투입하고 다른 계획들을 축소해 가며 프로젝트를 기획했습니다. 결국 NASA는 1977년 8월에 그랜드 투어계획에 따른 보이저 2호를 발사하였고,. 그리고 곧이서 9월에 보이저 1호가 발사되었습니다. 이렇게 순서가 바뀌어 발사된 것은 보이저 1호의 경우 지름길을 통해 목성과 토성에 도달하기 위해 발사되었기 때문입니다. 현재 정확히 계산하면 발사된 지 46년이 돼 가는 보이저 1호와 2호는 첫 번째 임무인 목성과 토성의 촬영과 탐사를 완료하고 우리에게 수많은 데이터를 제공한 이후 여전히 태양계 밖으로 빠른 속도로 날아가고 있습니다.
보이저 1호 탐사선
보이저란 뜻은 여행이라는 단어입니다. 그랜드투어계획에 따라 만들어진 보이저 1호는 시속 6만 1천km, 무게 722kg의 무인 탐사선입니다. 보이저 1호의 제작 목적은 목성과 토성을 탐사하고 각자 행성들의 고리와 주변 위성을 관찰하는 것이었습니다. 물론 목성, 토성 탐사를 끝나고 더 머나먼 우주로 나아갈 계획도 포함하고 있었습니다. 때문에 보이저 1호를 발사시키면서 과학자들은 혹여 우주 공간에서 다른 생명체를 만날 수 있는 가능성을 염두에 두고 내부에 우리 인류의 사진과 각종 수학 공식이 담긴 서류, 카터 대통령등 각국 정상들의 목소리나 아기 울음소리, 천둥소리, 바람소리 등의 자연 소리 같은 지구와 인간의 흔적을 남겨 놓았다고 합니다. 보이저 1호는 1977년 9월 지구를 출발하여 1979년 목성에 도착하였고 목성의 위성과 고리 환경을 촬영했습니다. 보이저 1호가 목성의 달로 여겨지는 위성 이오의 화산 활동과 분화구인 칼리스토를 촬영한 것은 가장 큰 업적으로 여겨집니다. 보이저 1호는 목성을 지나 토성까지 12만 킬로미터까지 이동하면서 토성의 고리가 1천 개 이상의 가는 선들로 이루어진 복잡한 구조로 구성되어 있음을 확인하였으며 토성의 위성인 타이탄에서 질소를 포함한 대기가 있다는 사항도 알려주었습니다. 현재 보이저 1호는 최초에 부여된 임무를 완료했으며 지속적으로 태양계 밖으로 나아가면서 태양풍과 성간 탐사를 위해 나아가고 있습니다. 인간의 나이로 따져도 현재 46살이 된 보이저 1호는 금년 5월부터 지금까지 와는 다르게 알기 어려운 신호를 전달하기 시작했습니다. 아마도 이것은 보이저 1호에 탑재된 컴퓨터가 이상을 일으켜 잘못된 신호를 보내고 있는 것으로 파악됩니다. 그동안 보이저 1호는 주변 행성의 중력을 이용해서 날아가는 스윙바이 기술을 통해 내부 전력을 절약하고 생명을 연장하면서 태양계 밖으로 나아갔지만 이제는 더 이상 생명력을 유지하기 어렵다는 의견이 나오고 있으면 아마도 10년 내에 자체 전력이 중단될 것이라는 우려가 나오고 있습니다. 이제 전력 공급이 중단되면 보이저 1호의 기나긴 탐사도 끝납니다. 그동안 많은 역할을 수행하고 이제는 쉬어야 할 시간이지만 우리는 보이저 1호가 긴 여정이 끝나기 전에 한번 더 놀라운 소식을 전해주기를 바라 봅니다.
보이저 2호 탐사선
위 글에서도 언급했지만 보이저 2호는 보이저 1호보다 먼저 출발하였지만 시속 5만 5천km로서 보이저 1호보다 시속 6천 km 느립니다. 보이저 1호는 목성과 토성을 관찰한 후 바로 태양계 밖으로 나아갔다면 보이저 2호는 목성과 토성의 자료를 수집하여 보내준 이후 1986년에 천왕성으로 접근하였으며 1989년에는 해왕성에 도착하여 많은 탐사자료를 보내주었습니다. 지금까지 인류가 볼 수 있는 천왕성과 해왕성 탐사 기록은 모두 보이저 2호가 만든 것이라고 보시면 됩니다. 특히 천왕성 관찰 시 10개의 새로운 위성을 발견해 천왕성의 특징적인 대기의 구조와 성분을 분석했습니다. 기존의 9개의 고리 외에도 2개의 새로운 고리도 발견했습니다. 2010년에 보이저 2호는 내부 컴퓨터 버그로 이상신호를 보내기도 했으나 이후 수정하여 정상적인 교신을 회복했습니다. 보이저 2호는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등의 탐사를 마치고 2018년 태양계를 떠나 성간 공간에 진입했고 2018년에는 태양권 밖으로 이동하는 것으로 전해졌습니다. NASA는 현재 보이저 2호와 지속적인 교신을 유지하기 위해 모든 수단을 강구하고 있지만 관측 장비의 데이터 요청을 순차적으로 중단하고 예비 전력을 통해서만 교신을 유지하고 있습니다. 최근 23년 10월 20일 나사는 보이저 2호에 탑재된 컴퓨터의 소프트웨어를 원격 업데이트했다고 밝혔습니다. 이 전파는 18시간 걸려 날아가 태양계 밖의 보어지 2호에 도착했다고 합니다. 이는 동체에 달린 추진기 내부에 쌓여가는 연료의 잔해물을 최소화하기 위한 업데이트로 조금이나마 생명을 연장시키려는 노력입니다. 언젠가 보이저 2호 역시 지구와의 교신을 종료하고 우주의 미아로 남아 홀로 영원한 여행을 이어갈 예정입니다. 앞으로 우리 인류는 태양계 밖의 세상에 대해 연구하기 위해 또 다른 그랜드 투어 계획을 만들어 많은 탐사선을 우주로 보내겠지만 역사적으로 처음으로 보이저 1호와 2호가 우리 인류에게 가져온 방대한 우주 데이터는 많은 사람들에게 우주에 대한 정보를 늘려주었고, 또한 인류가 우주 탐험에 도전할 수 있다는 자신감을 심어주었습니다.