“13만㎞ 밖에서 찬 축구공 골대에 넣기” 화성탐사선 인사이트 27일 착륙

‘붉은 행성’ 화성의 지하 세계를 알려줄 미국 항공우주국(NASA·나사)의 화성탐사선 ‘인사이트(InSight)’가 역사적인 착륙을 앞두고 있다. 인사이트는 예정대로라면 27일 새벽 3시54분(한국시간) 화성의 적도 인근 엘리시움 평원(Elysium Planitia)에 착륙한다. 나사는 웹사이트를 통해 착륙 장면 영상을 내보낼 계획이다.

인사이트는 지난 5월 5일 미국 캘리포니아주 밴덴버그 공군기지에서 아틀라스5 로켓에 실려 발사됐다. 나사가 화성탐사선을 보낸 것은 2011년 발사돼 2012년부터 활동 중인 ‘큐리오시티(Curiosity)’ 이후 7년 만이다. 큐리오시티 등 기존 화성탐사선들은 ‘로버’(이동형 로봇)형이었지만 인사이트는 한 장소에 고정돼 활동하는 ‘랜더’(기지형 탐사선)형이다. 화성 지하를 탐사하는 것은 인류 역사상 처음이다.

인사이트 앞에는 화성 대기권에 진입해 중력을 이기고 착륙하기까지 난코스가 남아 있다. 인사이트는 화성 중심에서 약 3522.2㎞ 떨어진 10×24㎞ 우주 공간에서 화성 대기권으로 진입해야 한다. 지구에서 화성까지 205일간 날아간 거리 4억8400만㎞를 고려하면 대기권 진입은 약 13만㎞ 밖에서 축구공을 차서 골대 안으로 넣는 것처럼 어렵다.

대기권 진입 이후는 더 어렵다. 인사이트는 대기권 진입 직전에 비행 추진체를 분리한다. 이때 착륙선과 이를 감싸는 열판, ‘에어로셸(보호캡슐)’만 남게 된다. 이어 30초 뒤 열판이 대기권으로 향하도록 방향을 조절하고, 이 작업 뒤 2분 내에 화성 대기권으로 돌입해야 한다. 초속 5.5㎞로 대기권에 진입한 뒤에는 에어로셸이 섭씨 1500도에 달하는 마찰온도를 견뎌야 한다. 이후 착륙선이 낙하산을 펴고 역추진 로켓을 가동한다. 마지막 단계는 착륙선이 충격흡수 다리를 펴고 초속 2.24m로 감속해 화성 표면에 닿는 것이다. 대기권 진입 이후 착륙까지 7분이 채 걸리지 않지만 넘어야 할 과정이 매우 복잡해 ‘공포의 7분(7Minutes of Terror)’으로 불릴 정도다.

지금까지 화성탐사선의 착륙 시도는 여러 차례 있었지만 성공률은 약 40%에 불과했다. 화성의 대기권이 지구의 1%밖에 안 돼 마찰력을 이용한 탐사선의 하강 속도 감축이 어려웠기 때문이다. 이 때문에 러시아 프랑스 등 여러 나라가 실패했고, 2003년 ‘스피릿’과 ‘오퍼튜니티’, 2012년 ‘큐리오시티’ 등 미국 탐사선만 착륙에 성공했다. 스피릿와 오퍼튜니티는 화성에서 과거 바다의 존재 증거를 발견하는 쾌거를 거뒀다.

인사이트의 이름은 ‘지진조사, 측지학, 열 수송 등 내부 탐사(Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)’의 약자에서 따왔다. 지각 구조 등 화성 땅속 조사를 위해 6개의 로봇 팔을 이용해 지하 5m까지 땅을 파고 들어갈 수 있도록 만들어졌다. 지진파를 분석해 지각 두께를 재고, 지표 1500㎞ 아래 핵의 온도 등을 측정해 화성의 내부와 생성 과정을 밝힐 것으로 기대된다.

인사이트는 착륙 이후 극초단파(UHF) 안테나를 통한 무선신호로 각종 데이터를 지구로 보낼 예정이다. 인사이트가 발신하는 무선신호는 약 8분 뒤 지구에 도달한다. ‘마르코’로 불리는 책가방 절반 크기의 소형 쌍둥이 큐브위성 2개도 인사이트와 함께 비행한다. 큐브위성은 인사이트의 화성 착륙 과정을 지구에 전달할 예정이다.

장지영 기자 jyjang@kmib.co.kr



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