40년 만에 천왕성에 탐사선 파견 추진…왜?

1986년 보이저 2호 접근 기록이 유일
천왕성 위성 ‘지하 바다’ 여부 확인 목적

1986년 보이저 2호가 촬영한 천왕성 모습. 약 40년 만에 천왕성을 향한 새로운 탐사선 발사가 추진된다. 미국 항공우주국(NASA) 제공

천왕성 위성 ‘아리엘’ 지하에 바다가 없을 때(왼쪽 그림)와 있을 때(오른쪽 그림)의 비교. 지하 바다가 있을 때 공전 중 흔들림이 훨씬 심하다. 미국 항공우주국(NASA) 제공

태양계 7번째 행성 천왕성을 향해 약 40년 만에 탐사선 발사가 추진된다. 핵심 임무는 천왕성에 딸린 5개 위성의 지하에 바다가 있는지 알아보는 것이다. 바다가 확인되면 지구 밖 생명체 연구에 중요한 전기가 마련될 것으로 예상된다.

9일(현지시간) 미국 과학기술전문지 스페이스닷컴은 텍사스대 오스틴캠퍼스 연구진과 미국 항공우주국(NASA)이 천왕성에 탐사선을 보내는 방안을 추진하고 있다고 전했다. 이번 탐사선 발사는 계획 초기 단계에 있으며, 향후 세부적인 일정과 방향이 수립될 예정이다.

천왕성에는 유인 탐사선이 가 본 적 없다. 무인 탐사선인 보이저 2호가 1986년 접근한 것이 유일한 기록이다. 이번에 추진하는 탐사선도 무인으로 운영된다.

천왕성에 거의 40년간 인간의 눈길과 손길이 닿지 않은 것은 무엇보다 천왕성이 너무 멀어서다. 천왕성은 태양에서 약 29억㎞ 떨어져 있다. 지구와 태양 거리(약 1억5000만㎞)의 20배다.

태양에서 먼 만큼 천왕성은 춥다. 표면 온도가 영하 220도다. 주변을 도는 위성들의 온도도 천왕성과 비슷한 초저온이다. 당연히 위성 표면에 액체 상태 물은 없다.

그런데 우주과학계는 천왕성을 도는 몇 개 위성들의 지하에는 액체 상태 바다가 있을 것으로 본다. 위성 내부에서 방사성물질이 열을 뿜으며 땅속 얼음을 녹여 커다란 바다를 형성했을 가능성이 크다고 예상하는 것이다.

연구진은 우주선에 장착한 카메라로 얼음 아래 바다를 식별할 수 있는 새로운 컴퓨터 분석 모델을 개발하고 있다고 밝혔다.

분석 모델의 원리는 간단하다. 만약 특정 위성의 지하에 바다가 있다면 천왕성을 공전하는 동안 땅속에서 출렁임이 있을 것이고, 이 출렁임 때문에 위성 전체가 흔들릴 수밖에 없다는 것이다. 얼음이나 암석으로만 땅속이 꽉 들어찬 위성보다는 공전 중 휘청거리는 힘이 클 것이라는 예측이다. 천왕성 근처로 특수 카메라를 장착한 탐사선을 보내 이 같은 흔들림을 정밀 관측하려는 것이 연구진의 계획이다.

천왕성에는 27개의 위성이 있는데, 이 가운데 연구진은 비교적 덩치가 큰 위성을 관찰 대상 위성 명단에 올려놓았다. 지름이 500~1500㎞에 이르는 미란다, 아리엘, 움브리엘, 티타니아, 오베론 등 5개다.

연구진은 “(지름 1160㎞인) 아리엘이 천왕성을 공전하던 도중 91ｍ 높이로 휘청거린다면 표면 아래에 깊이 160㎞짜리 바다가 존재한다는 뜻”이라고 밝혔다. 연구진은 향후 기술을 개선해 표면 아래의 구조와 모습을 좀 더 정확히 볼 수 있는 방법을 고안할 것이라고 설명했다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com