1월 1일 명왕성 탐사선 뉴호라이즌이 두번째 목표에 도착합니다

거의 13년전인 2006년 1월에 발사된 명왕성 탐사선 뉴호라이즌호는 3년전인 2015년 7월 명왕성 탐사를 마치고 새로운 목표를 할당받아 그동안 수십억 km를 비행해왔습니다.

목표는 지난 2014년 6월 26일 허블 우주 망원경이 발견했으며 이름은 '2014 MU₆₉'라고 명명 되었고 비공식적으로는 Ultima Thule 라고 부르는 카이퍼 벨트내의 천체입니다.

허블 우주망원경이 발견한 2014 MU₆₉ -얼티마 투리의 모습입니다.

2014 MU₆₉는 미국 나사의 이름 짓기 컨테스트에서 'Ultima Thule'라고 비공식적으로 명명되었는데 'beyond the known world'(알고 있는 세상 저 너머...)라는 뜻이며 발음은 얼티마 투리(pronounced TOO-lee)라고 읽습니다.

뉴호라이즌호는 미국시간 1월 1일 오전 12시 33분(한국시간 같은날 오후 3시 33분) 얼티마 투리 3520 km 상공을 스쳐 지나가며 최근접 비행하게 됩니다. 이는 명왕성 탐사때보다 두배나 천체에 가까운 거리이며 이때의 속도는 시속 51488 km 즉 초속 14.3 km라는 어마어마한 속도입니다. 이는 K100탄을 사용할 때 K2 소총의 총구 속도인 초속 920 m보다 15.5배 빠른 속도입니다. 좀더 비교하자면 직선거리로 갈 때 서울시청에서 부산시청까지 22.7초만에, 김포공항에서 제주공항까지 31.5초, 인천서 뉴욕 케네디 공항까지 12분 54초만에 가는 속도입니다. 굳이 마하로 바꾸면 대략 마하 42 정도 됩니다.

얼티마 투리가 너무 작아 뉴호라이즌의 카메라로 잡아도 도착 이틀전인 일요일에 고작 픽셀당 9.9 km로 찍힙니다. 이는 전체 얼티마 투리의 이미지가 기껏해야 2~3픽셀로 찍힌다는 뜻입니다. 명왕성 탐사때와 비교하면 명왕성의 크기는 북미 대륙 크기였으므로  하루 전에는 아주 정확한 이미지를 얻을 수 있었습니다.

도착 하루전날에 픽셀당 5.4 km로 5~6픽셀로 찍히고 도착한날 저녁에는 픽셀당 330 m, 그 이틑날에는 픽셀당 150 m로 해상도는 급격히 좋아지게 됩니다.

현재 미국 정부가 파산 상태라 얼티마 투리에 도착한 후 처음으로 보내는 사진을 나사에서 송출할 수 있을지 모르지만, 나사의 위성 TV 채널로 볼 수 있을거라 예상되며 만약 예산 문제로 불가능할 경우 뉴호라이즌을 만들었고 지금도 관제중인 존스홉킨스 대학의 뉴호라이즌 홈페이지와 유튜브 채널에서 볼 수 있습니다.

나사 TV 홈페이지; https://www.nasa.gov/nasalive

존스홉킨스 대학 응용물리학연구소의 뉴호라이즌 홈페이지; http://pluto.jhuapl.edu/

뉴호라이즌의 유튜브 채널; https://www.youtube.com/user/jhuapl

얼티마 투리는 현재 지구로부터 65억 6천만 km 떨어져 있습니다. 따라서 뉴호라이즌호가 보내는 신호가 지구에 도착하려면 6시간 7분 58초가 걸립니다.

뉴호라이즌호에는 8 GB짜리 SSD가 탑재되어 있고 찍은 사진은 우선 이 SSD에 저장되면 천천히 지구로 송신하게 됩니다. 더구나 1월 4일이면 뉴호라이즌호가 지구에서 볼 때 태양 넘어로 들어가므로 통신이 불가능합니다. 다시 태양으로부터 나오면 그때 송신이 가능하므로 전체 이미지를 다운로드 받으려면 20개월이 걸립니다.

뉴호라이즌호에는 2.1 m의 접시 안테나가 설치되어 있고 이를 통해 지구와 통신을 하는데 60억 킬로미터 떨어진 곳에서 30와트 송신기로 통신을 하는 관계로 통신 속도는 초당 1000 비트를 약간 상회하는 초기의 모뎀 속도로 통신합니다. 지구상에서는 미국 나사의 심우주 네트워크(DSP, Deep Space Network)가 통신을 담당하는데, 미국 캘리포니아와 스페인 마드리드, 호주의 캔버라에 있는 직경 70 미터의 전파 망원경이 통신을 담당합니다.

이 네트워크가 오로지 뉴호라이즌과의 통신에만 쓰는게 아니라 각종 행성간 탐사 위성(화성, 수성, 소행성, 그외 보이저 등)의 통신에 모두 사용되므로 시간을 쪼개 뉴호라이즌과 통신하게 되므로 모든 탐사 데이터를 수신하는데는 그만큼 시간이 더 걸립니다.

현재 DSP의 상태는 https://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html 에서 볼 수 있습니다. 이 글을 쓰는 현재 뉴호라이즌은 마드리드 안테나와 교신중입니다.  

처음 접근했을 때 얼티마 투리의 사진을 제외하고 나머지 사진은 거의 까만 화면일거라고 과학자들은 말합니다. 이는 얼티마 투리를 돌고 있을지도 모르는 얼티마 투리의 위성을 찾기 위함입니다.

과학자들은 이번 얼티마 투리의 탐사의 어려움으로 명왕성보다 100배 작고 10000배 어두우며 뉴호라이즌의 전력을 공급하는 풀루토늄 핵전지의 출력이 190 와트로 줄어들었기 때문입니다.

새해 첫날 멋진 얼티마 투리의 사진을 기대해 봅니다.