동아사이언스

미국우주항공국(NASA)이 천왕성 궤도탐사선(UOP)을 통해 태양계 최외곽에서 얼음을 발견하는 프로젝트를 추진한다. 천왕성에 대한 본격적인 연구가 이뤄지는 것은 이번이 처음이다.

16일(현지시간) 국제학술지 '사이언스'에 따르면 NASA는 최근 UOP를 2023~2032년 최우선 기함급 임무로 선정하고 관련 계획을 수립했다.

지금까지 천왕성을 방문한 우주선은 보이저 2호가 유일하다. 1986년 천왕성 대기 위 8만km 지점을 지나면서 짧게 비행 임무를 수행했다. 당시 탐사 결과를 토대로 천왕성이 암석과 얼음, 수소와 헬륨 등의 조합으로 구성돼 있을 것으로 분석됐지만 이후 30여 년간 후속 탐사는 이뤄지지 못했다. 천왕성 탐사는 2011년 당시 NASA의 탐사 계획 중 세 번째 순위였으나 화성과 목성 탐사로 우선 순위가 밀렸다. 

UOP 임무는 천왕성의 형성 과정, 고유한 궤도, 위성과 고리의 특성, 특이한 자기장과 내부 구조의 특성을 포함해 천왕성에 대한 주요 의문들을 해결하는 데 초점을 맞출 예정이다. 특히 천왕성에서 거대한 얼음을 발견하는 것이 가장 큰 목표다.

NASA는 천왕성 탐사를 최우선 과제로 삼기 위해 수 차례의 전문가 자문회의를 거쳤다고 설명했다. NASA는 10년 주기로 ‘행성과학 10년 계획’을 수립하는데 지난해 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19‧코로나19) 사태에서 발표된 2022년 계획은 이례적인 규모의 조사를 거쳐 수립됐다.

전문가들은 1년 동안 176개의 회의를 개최하고 500개가 넘는 백서를 검토했다. 300번이 넘는 외부 전문가 의견 청취를 거쳐 ‘얼음 거성에 대한 지식 부족’을 향후 10동안 해결해야 할 최우선 과제로 정했다. 천왕성과 해왕성은 가스 행성인 목성과 토성에 비해 무거운 원소의 비율이 더 높기 때문에 ‘얼음 거성’이라 불린다. 

행성 전문가인 캐슬린 맨트 미국 존스홉킨스대 응용물리학 연구소 연구원은 “천왕성으로의 임무는 천왕성보다 더 먼 곳에 있는 해왕성으로의 미래 탐험을 위한 길을 열어줄 수 있다”면서 “우주과학계는 이들 행성을 탐험하기 위해 30년 이상을 기다려왔고 이들에 대한 임무는 앞으로 많은 세대에게 이익이 될 것”이라고 했다.

NASA가 지난해 발표한 행성과학 10년 계획 보고서에 따르면 천왕성 탐사 임무에는 최대 42억 달러(5조1933억 원)가 소요될 전망이다. 보고서는 천왕성 탐사선을 발사하는 데 스페이스X의 대형 발사체 팰컨헤비를 활용하면 충분히 천왕성까지 보낼 수 있다고 예상했다. 자금이 순조롭게 투입된다면 2031년에 탐사선 발사가 가능할 것이라는 분석도 내놨다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]