보이저 1호 2호는 어디까지 가고 있을까

보이저 1호 2호는 어디까지 가고 있을까

보이저 1호 2호는 어디까지 가고 있을까

발사 후 45년 우주로의 항해는 지금도 계속

보이저 1호와 보이저 2호는 매 순간마다 지구에서 계속 멀어지고 있어요. 하지만 수백 억 km를 날아간 지금까지도 계속 작동하면서 지구에 신호를 보내고 있어요. 이 두 개의 탐사선은 쌍둥이예요. 단지 이름과 발사날짜만 다를 뿐이죠. 보이저 2호가 1977년 8월 20일에 먼저 발사되고, 보이저 1호는 16일 뒤인 9월 5일에 발사되었어요. 과학자들은 보이저 1호가 보이저 2호를 추월하는 계획을 세웠는데, 실제로 그렇게 되었어요. 보이저 1호는 화성 궤도와 소행성대 사이에서 보이저 2호보다 앞서 나갈 수 있었어요. 그러고 나서 두 개의 탐사선은 각각 다른 경로로 항해를 시작했어요. 보이저 1호는 현재 인류가 만든 물체 중에서 지구에서 가장 멀리 떨어져 있는 물체이면서 가장 빠른 물체이기도 해요. 속도는 초속 17km이고 현재 명왕성보다 4배 이상 먼 230억 km 지점에 있어요. 보이저 2호는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 모두 지나간 최초이자 유일한 탐사선이에요.

두 탐사선의 궤적

오른쪽 아래로 향하는 실선이 보이저 1호, 위쪽 실선이 보이저 2호의 궤적이다. 보이저 1호는 목성(1979.3.5)과 토성(1980.11.12), 보이저 2호는 목성(1979.7.9), 토성(1981.8.25), 천왕성(1986.1.24), 해왕성(1989.8.24) 근처를 지나갔다. 보이저 1호와 2호의 성공적인 비행을 위해서는 발사속도, 이동궤적 및 중력의 작용 등을 정확히 계산해야 했어요. 원래 계획은 목성과 토성까지만 가는 것이었지만 모든 작업이 매우 성공적으로 진행되어서 더 멀리까지 가는 것으로 계획을 바꿨어요. 이렇게 해서 보이저 2호의 임무에 천왕성과 해왕성 탐사가 포함되었어요. 이 때문에 행로는 더 흥미롭고 위험해졌지만 그 덕분에 우리는 멀리 떨어진 행성들을 가까운 거리에서 볼 수 있게 되었어요. 두 탐사선은 행성들의 영역에서 벗어나기 전에 이들의 자기권, 고리들과 48개의 위성을 탐사했어요. 보이저 1호는 지구에서 60억 km 지점에 있을 때 카메라를 지구로 돌렸어요. 그래서 태양의 황금빛 광선 속에서 외로이 떠있는 조그만 푸른 점을 촬영할 수 있었어요. 이렇게 지구의 사진을 찍자는 아이디어는 칼 세이건 - 《코스모스》의 저자 - 이 냈는데, 이 사진이 바로 그 유명한 '창백한 푸른 점'이랍니다.

태양권에서 벗어나다

2012년 8월에 보이저 1호는 먼저 태양계의 경계에 도착했어요. 태양풍의 압력과 성간 매질의 압력이 균형을 이루는 태양권계면(heliopause)에 진입한 거죠. 그리고 2013년에 보이저 1호는 마침내 태양의 영향에서 벗어난 성간 공간으로 들어갔어요. 이것은 인류가 태양의 경계를 넘어 우주로 나가는 첫걸음을 내디딘 매우 역사적인 사건이었어요. 하지만 보이저 1호와 2호가 추위와 영원한 어둠 속에서 완전히 혼자가 되어 먼 우주를 항해한다는 생각을 하면 마음이 편하지 않아요. 어떤 사람들은 탐사선이 단지 철조각일 뿐이라고 말하지만, 이 탐사선들이 인류에게 얼마나 많은 발견을 가져다주었는지 생각하면 더더욱 그래요.

우리 은하 깊은 곳으로의 항해

300년 후에 보이저 1호와 2호는 태양계를 둘러싸고 있는 거대한 오르트 구름 - 과학자들 가운데는 오르트 구름까지를 태양계로 봐야 한다고 주장하는 사람들도 있음 - 에 도달하게 될 거예요. 이곳은 행성과 위성들을 탄생시키고 남은 물질들이 모여있고, 혜성들이 태어나는 것이기도 해요. 하지만 탐사선들이 오르트 구름에 도달할 때 우리는 보이저 1·2호의 소리를 듣지 못하게 될 거예요. 현재 우리에게 전해지는 탐사선들의 소리는 매우 작아요. 탐사선들은 냉장고 안에 있는 작은 전구와 비슷한 약 23와트의 전력으로 신호를 보내고 있어요. 신호가 지구에 도달할 때 그 강도는 10억 분의 1의 10억 분의 1 와트까지 떨어져요. 보이저 1호와 2호는 방사성 동위원소 열전기 발전기로 작동하는데, 장치에 에너지를 공급하는 이들 발전기는 2025~30년 사이에 과학기기를 계속 작동시키는 데 충분한 전기를 더 이상 만들 수가 없게 돼요. 이렇게 해서 보이저 1호와 2호는 우리에게 신호를 보내지 못하는 채로 우리 은하의 깊은 곳으로 항해를 계속하게 될 거예요. 보이저 1호와 2호가 오르트 구름을 통과하는 데는 약 3만 년이 걸려요. 또다시 4만 년이 지난 후에 보이저 1호는 '클리제 445' 별에서 2광년 떨어진 지점, 보이저 2호는 '로스 248' 별에서 1.7광년 떨어진 지점을 지나게 돼요.

보이저 1호와 보이저 2호의 운명은?

2만 8,000 ~ 8만 년 후에 보이저 1호와 2호는 우리 은하의 인력에서 벗어나지 못한 채 오리온팔 내부 궤도에서 우리 은하의 중심 주변을 돌 거예요. 그래서 2억 년에 한 번 우리 은하를 공전하게 될 거고요. 중력을 이겨내고 우리 은하에서 벗어나려면 속도가 초속 약 330km가 되어야 하는데 그럴 수 없기 때문에 탐사선들은 오랫동안 우리 은하 주변에 머물면서 인류 문명의 기념물이 되어줄 거예요. 그리고 슬프지만 수십 억 년이 지난 후에는 먼지로 바뀌게 된답니다.