지구상의 그 어떤 것이라도 태양 근처에 가면 녹아내리고 말 것이라는 상상을 정면으로 부정하면서 태양을 관찰하기 위해 뜨거운 열기를 뚫고 비행하는 우주선이 있습니다. 바로 파커 탐사선인데 여기서는 파커 탐사선의 특징과 파커 탐사선의 탄생배경 및 현재까지의 수행임무 성과에 대해 살펴보겠습니다.
파커 탐사선의 특징
파커 탐사선이 발사되었을 때, 많은 사람들이 의심했던 것은 그것이 태양에 녹을 것인가 하는 것이었습니다. 파커 탐사선을 만드는데 쓰인 재료와 과정을 살펴보면, 그것은 태양의 온도와 복사열을 견딜 수 있도록 4.5인치 두께의 탄소 복합재로 만들어졌지만 100만 도에 달하는 태양 코로나 근처까지 갈 수 있는지에 대한 의문은 여전히 풀리지 않고 있습니다. 이에 대해 NASA는 별도 내용의 신문 기사를 통해 이러한 의문을 해소하였는데, 이는 다음과 같습니다. 파커 탐사선이 태양의 열을 견딜 수 있는 것은 온도가 아닌 열의 차이 때문인데, 열은 입자가 전달하는 에너지의 양이기 때문에 태양과 같이 대기 입자가 빠르게 움직이는 곳에서는 열을 전달하는 입자의 수가 탐사선에 전달되지 않을 수 있기 때문에 녹지 않고 진행이 가능하다는 것입니다. 이에 따라서 파커 탐사선의 열 보호 장치는 섭씨 1,400도까지만 지속되도록 제작되었으며, 탐사선의 내부 온도는 전자 장치가 원활하게 작동하기 위해 섭씨 30도 근처에 있도록 제작되었다고 합니다. 그리고 이를 위해 파커 탐사선은 에너지를 얻는 태양 전지판에 냉각수를 순환시키는 냉각 시스템을 설치하고, 태양열을 막기 위해 열 차단막을 부착했으며, 태양이 향하는 부분은 백색 세라믹에 의해 반사된다고 합니다. 또한 차단막에 있는 센서들이 직사광선을 잡아 중앙 컴퓨터에 즉시 알려 방향이나 위치를 바꾸도록 했습니다. 이 시스템은 지난 5년 동안 태양 가까이 비행할 수 있도록 도왔습니다.
탐사선 탄생배경
지구에서 태양까지의 거리는 약 1억 5천만 킬로미터입니다. 더운 여름날 아이스크림을 들고 가만히 서 있어도, 태양은 아이스크림이 녹을 때까지 먼 거리에서 뜨거운 열을 지구에 전달하고 있습니다. 따라서 우리 인간은 태양 가까이 가면 모든 것이 녹아내릴 것이라고 판단했고, 단지 먼 거리에서 태양을 측정하거나 바라보는 것만으로는 가까이하기 어려운 것이 사실이었습니다. 그 후 2009년 NASA는 15억 달러를 들여 태양을 관측하는 탐사선을 개발했고 그것을 파커 탐사선이라고 이름 지었습니다. 파커 탐사선은 태양과 태양을 조사하기 위해 고안된 NASA의 무인 탐사선입니다. 그 탐사선의 이름인 파커는 태양에서 나오는 고에너지 입자의 흐름인 태양풍의 존재를 밝혀내는 데 기여한 미국 과학자 유진 파커 박사의 이름을 따서 지어졌습니다. NASA 역사상 살아있는 사람의 이름을 딴 것은 이번이 처음이어서 큰 이슈가 되었습니다. 1927년에 태어난 파커 박사는 캘리포니아 공과대학과 유타대학에 진학하여 시카고 대학의 교수가 되었고 30대에 태양풍을 예측하는 이론을 발표했습니다. 그 당시에는 모두가 이 이론을 무시했지만, 이후 NASA는 금성 탐사선 매리너 2호를 발사하여 그의 이론이 정확하다는 것을 증명했고 그 업적을 인정받기 시작했습니다. 불행하게도, 그는 2022년에 94세의 나이로 사망했습니다. 파커 탐사선은 사실상 인류에 의해 만들어진 세 번째 태양 탐사선이며 1976년에 발사된 헬리오스 탐사선의 후속작입니다. 파커 탐사선은 2018년 8월에 발사되었고 그 해 10월에 금성에 도달했습니다. 파커 탐사선은 태양으로 이동하기 위해 스윙바이를 사용하는데, 이것은 우주선의 연료를 사용하는 것이 아니라 주변 행성의 중력을 이용하여 경로나 궤도를 변경하여 목표 행성에 도달하는 것을 의미합니다. 파커 탐사선은 7번의 스윙바이 후에 태양에 도달할 것이며, 이는 최대 속도 65만 킬로미터로 인류가 만든 우주선 중 가장 빠른 물체가 될 것입니다. 그리고 태양에 도착한 파커 탐사선은 2025년까지 24회 태양 궤도를 돌며 표면의 코로나를 뚫고 태양 표면에 616만 킬로미터로 접근할 계획입니다.
탐사선의 임무 달성 및 성과
파커 탐사선의 주요 임무는 오늘날까지도 풀리지 않은 채 남아있는 태양의 비밀 중 많은 것들을 풀어내는 것입니다. 일반적으로 왜 태양 코로나가 태양 표면 온도보다 수백 배나 높은지, 그리고 파커 박사가 태양풍에 대해 어떤 구조와 힘을 가지고 있으며 어떻게 작동하는지를 알아내는 것입니다. 태양풍은 태양의 플라즈마라고도 불리는데, 이는 자연스럽게 우리의 지구뿐만 아니라 태양계의 천체들에도 영향을 미칩니다. 태양풍은 때때로 엄청난 에너지를 방출하여 극심한 피해를 입히고, 심지어 지구에서 사용되는 GPS와 같은 통신 시설을 마비시키고, 지구의 오로라를 일으킵니다. 나사는 파커 탐사선이 최근 태양풍 영역을 포착했다고 밝혔습니다. 최근 네이처지에 게재된 연구에서도 태양권을 가득 채운 태양풍이 태양 코로나 구멍이라는 자기장 영역 깊숙한 곳에서 시작되는데, 몇몇은 태양을 향하고, 몇몇은 태양으로부터 멀어지는 자기장 선들이 태양 표면을 통과한다는 사실을 발견했으며, 반대 방향으로 가는 자기장들이 충돌할 때 자기장 선을 따라 플라스마를 방출한다는 결론을 내렸습니다. 파커 탐사선의 태양풍 영역 발견은 태양 코로나 구멍을 흐르는 플라스마 속에서 매우 높은 에너지의 입자 흐름을 감지할 수 있었다는 점에서 큰 의미가 있습니다. 파커 탐사선은 인간이 만든 물체가 태양 대기에 직접 진입한 첫 사례를 남겼고, 이제는 태양 표면에서 불과 4,000km까지 접근하여 태양과 가장 가까운 거리에 있다는 기록을 깼습니다. 또한 매우 강력한 태양 방사선이며, 태양풍을 견뎌낸 탐사선이며, 지금까지 만들어진 우주선 중 가장 빠른 속도를 자랑합니다. 파커 탐사선은 2025년까지 태양에 접근하면서 태양풍과 다른 조건들에 대한 데이터를 계속 수집할 예정입니다. 지금까지 파커 탐사선의 임무가 무사히 완료되기를 바라며, 태양의 숨겨진 비밀을 발견하는 데 있어 최고의 성과를 거두기를 바랍니다.