카시니, 토성의 대기를 스치다.
카시니 탐사선이 토성 임무의 마지막 단계에 돌입
위성은 거대 행성 토성의 대기를 스치는 다섯 번의 초근접 통과 중 첫 번째를 성공적으로 수행했습니다. 이로 인해 토성 대기의 최상층을 스치며 비행하게 되었습니다.
이를 통해 토성의 화학적 조성에 대한 전례 없는 데이터를 얻을 수 있을 것으로 기대됩니다.
또한 다음 달 탐사선이 토성 대기 속으로 돌입해 파괴되는 극적인 최종 기동을 준비하게 됩니다.
현재 카시니는 토성의 대기와 고리 사이의 틈을 통과하는 일련의 궤도를 비행 중입니다.
월요일의 근접 통과로 카시니 탐사선은 이전보다 더 가까이 토성의 구름 꼭대기 위를 지나갔으며, 월요일 04:22 GMT (05:22 BST)에 약 1,600km(1,000마일) 상공을 스쳤습니다.
이 저고도 통과는 탐사선이 확장된 상층 대기의 가스를 직접 샘플링할 수 있도록 설계되었습니다.
유럽우주국(ESA)의 카시니 프로젝트 과학자 니콜라스 알토벨리는 토성의 주요 구성 요소는 약 75%의 수소이며 나머지는 헬륨(및 일부 미량 성분)이라고 설명합니다.
"헬륨은 더 무겁기 때문에 가라앉을 것으로 예상됩니다, "라고 그는 말했습니다. "토성은 태양에서 흡수하는 것보다 더 많은 에너지를 방출하고 있으며, 이는 중력 에너지가 손실되고 있음을 의미합니다. 따라서 상층의 수소와 헬륨을 정확하게 측정하면 내부 물질의 전체 분포에 대한 제약을 설정할 수 있습니다."
카시니는 다음 화요일 지구와의 다음 교신에서 모든 데이터를 지구로 전송할 예정입니다.
대기 속으로 하강하면 탐사선에 저항이 생겨 카시니가 추진기를 사용해 안정적인 비행 구성을 유지하고 추락을 방지해야 합니다. 그러나 임무 과학자들은 이러한 흔들림 효과가 관리 가능할 것으로 보고 있습니다.
그들은 통과 후 분석이 완료되면 탐사선이 9월 15일의 작별 다이빙 전에 남은 네 번의 하강 동안 더 낮게 내려가는 것이 허용될 것이라고 희망하고 있습니다.
카시니 임무는 여전히 토성에 대한 몇 가지 중요한 미해결 질문들을 가지고 있습니다. 그중 하나는 토성의 하루 길이에 관한 것입니다.
연구자들은 하루가 대략 10시간 반 정도라는 것을 알고 있지만, 더 정확한 수치를 알고 싶어 합니다.
해결책은 자기장과 행성의 회전 축 사이의 오프셋을 찾는 것이어야 하지만, 지금까지 탐사선의 모든 관측 결과 이 두 특징이 거의 완벽하게 일치하고 있습니다.
"우리가 알고 있는 모든 자기장 이론은 오프셋을 필요로 합니다, "라고 미국 우주국의 카시니 프로젝트 과학자 린다 스필커 박사는 말했습니다.
"자기장을 생성하려면 토성 내부의 금속성 수소층에서 전류가 계속 흐르도록 해야 하며, 오프셋이 없으면 자기장이 단순히 사라질 것이라고 생각됩니다.
"무슨 일이 일어나고 있는 걸까요? 우리의 오프셋을 볼 수 있는 능력을 가리는 무언가가 있나요, 아니면 새로운 이론이 필요한 건가요? 하지만 기울기가 없으면, 작은 흔들림을 볼 수 없으면, 하루의 길이를 더 정확하게 알 수 없습니다."
스필커 박사는 임무 팀이 이 문제를 계속 연구할 것이라고 밝혔습니다.
카시니는 미국, 유럽, 이탈리아 우주 기관의 공동 프로젝트입니다. 20년 간의 임무를 마친 후 연료가 고갈되어 곧 제어할 수 없게 되기 때문에 탐사선의 운영을 종료하려고 합니다.
과학자들은 미래에 토성의 위성인 타이탄과 엔셀라두스와의 충돌 가능성을 피하고자 합니다. 이 위성들은 단순한 미생물 생명체를 지원할 가능성이 있기 때문입니다. 이를 방지하는 유일한 방법은 탐사선을 고의적으로 거대 행성의 대기에서 파괴하는 것입니다.
타이탄과 엔셀라두스의 충돌 가능성
카시니 탐사선의 임무 종료 결정에는 토성의 위성인 타이탄(Titan)과 엔셀라두스(Enceladus)에 대한 과학적, 환경적 고려가 크게 작용했습니다. 이 두 위성은 생명체가 존재할 가능성이 있는 곳으로 여겨지며, 이에 따라 충돌 가능성을 철저히 회피하려는 노력이 필요했습니다.
1. 타이탄 (Titan)
1-1. 특징
- 타이탄은 토성의 가장 큰 위성으로, 두꺼운 대기와 메탄 호수 및 강을 가지고 있습니다.
- 타이탄의 대기와 지표면 환경은 초기 지구와 유사한 조건을 가지고 있어 생명체의 존재 가능성을 시사합니다.
1-2. 과학적 중요성
- 타이탄의 독특한 대기와 지질학적 특징을 연구함으로써 생명체가 존재할 수 있는 조건을 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 수 있습니다.
- 카시니는 타이탄의 대기와 지표면을 다수의 플라이바이를 통해 연구하며 중요한 데이터를 수집했습니다.
2. 엔셀라두스 (Enceladus)
2-1. 특징
- 엔셀라두스는 작은 위성이지만, 남극 지역에서 얼음 기둥을 분출하는 간헐천 활동이 관찰되었습니다.
- 이러한 얼음 기둥에는 물, 유기 분자, 소금, 암모니아 등이 포함되어 있으며, 이는 지하 바다의 존재를 암시합니다.
2-2. 과학적 중요성
- 엔셀라두스의 지하 바다는 생명체가 존재할 수 있는 환경을 제공할 수 있으며, 이는 태양계 내 다른 곳에서 생명체를 찾는 연구에 중요한 대상입니다.
- 카시니는 엔셀라두스의 얼음 기둥을 통과하며 성분을 분석하는 임무를 수행하여 귀중한 데이터를 제공했습니다.
3. 충돌 방지의 필요성
3-1. 오염 방지
- 탐사선이 타이탄이나 엔셀라두스와 충돌하면 지구에서 온 미생물에 의해 오염될 수 있습니다. 이러한 오염은 생명체 탐색 연구에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
3-2. 계획된 임무 종료
- 카시니는 연료가 고갈되어 제어할 수 없게 되면 무작위 궤도로 진입할 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 과학자들은 탐사선을 안전하게 토성 대기 속으로 진입시켜 파괴하는 방법을 선택했습니다.
3-3. 지속 가능한 탐사
- 충돌을 방지함으로써 타이탄과 엔셀라두스의 환경을 보호하고, 미래의 탐사 임무가 이 위성들에서 생명체를 찾는 연구를 계속할 수 있도록 보장합니다.
카시니 탐사선의 임무 종료는 과학적 데이터 수집뿐만 아니라, 생명체 탐사 연구를 위한 환경 보호에도 중요한 역할을 하고 있습니다. 이를 통해 과학자들은 타이탄과 엔셀라두스에 대한 미래의 탐사와 연구를 지속적으로 이어갈 수 있는 기회를 마련하고자 합니다.