70년도에 발사된 인공위성중에서 아주 우리에게 잘 알려진 보이저 인공위성.

보이저 1호는 1977년 9월 5일, 2호는 1977년 8월 20일 발사되었다고 합니다. 주된 임무는 태양계의 행성탐사와 태양계의 경계면을 탐사하는 것이었습니다. 보이저 1호는 토성의 위성인 타이탄을 탐사하기 위해 토성아래쪽을 지난 후 태양계 평면에서 위쪽으로 올라가기 시작했습니다. 보이저 2호는 천왕성과 해왕성도 관측하였지요. 이렇게 행성을 지나면서 궤도가 바뀌었던 것은 행성의 중력장을 이용하여 가속과 궤도수정이 가능하기 때문입니다. 영화 인터스텔라에서도 블랙홀의 중력을 이용하여 멀리 있는 행성으로 이동하는 모습이 나오지요.

By Joe Haythornthwaite and Tom Ruen - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=66613733
보이저 1호의 시간별 궤도입니다.

보이저 1호는 또한 모든 행성으로부터 멀어진 후에 태양계의 경계면으로 이동하게 됩니다. 예, 그렇습니다. 우리의 태양계는 명왕성에서 끝나는 것이 아니라 더 넓은 경계면이 있습니다. 이것은 어떻게 정의할 수 있을까요?

이에 대한 답변은 잠시 미루고, 우선 현재 보이저 1호가 있는 곳이 어디인지 살펴봅니다.

https://upload.wikimedia.org

위의 그림에 따르면, 현재 보이저 1호는 헬리오포즈 (heliopause)라는 곳에 있는 것으로 나옵니다. helio 는 태양을 뜻하고 pause는 멈춘다는 뜻이니까 태양이 멈춘다는 뜻일까요?

이에 대한 대답은 다시 태양으로부터 시작합니다.

사실 그냥 얌전한 구형의 등불 같이 보였던 태양은 그다지 얌전하지 않습니다. 아래 영상을 한 번 보세요.

태양은 고온에 의해 전자와 양성자의 결합이 풀어진 플라즈마로 구성되어 있고 이 플라즈마의 일부가 자기장에 갇혀 높은 고도에 까지 놓여 있는데, 이것이 자기장을 끌고 태양 밖으로 나오는 현상을 코로나 질량 방출 이라고 합니다. 이때 태양으로부터 수많은 전자와 다른 입자들이 태양계를 가로질러 뻗어나가게 되죠. 만일 이것이 지구에 도달하게 되면 지구의 자기장과 반응하여 오로라를 볼 수 있게 되는 것이구요. 결국 우주공간을 향해 계속 뻗어나가게 됩니다.

이렇게 계속 뻗어나가던 태양의 입자들은 우주에 존재하는 우주선과 우주 입자의 압력에 의해 감속되게 되는데, 결국 태양의 입자와 우주밖의 입자 등이 서로 대치하는 영역이 헬리오포즈라고 할 수 있습니다.

궁극적으로 보이저 1호는 태양계를 벗어나 우주공간으로 계속 여행을 할 것입니다. 위성의 연료로 쓰이는 플루토늄이 거의 바닥나고 있어서 통신은 두절되겠지만요.

보이저 1호가 태양계의 끝자락으로 향하는 동안, 칼 세이건은 멀리서 지구의 모습을 한 번 찍어보는 것이 어떻겠냐는 제안을 하게 됩니다. 지구를 찍는 와중에 강한 태양빛이 카메라를 망가뜨릴 수 있다는 우려도 있었지만, 결국 사진을 찍기로 하고 태양계 전체의 모습을 여러장의 모자이크 사진으로 찍게 됩니다. 그리고 이 사진이 보이저 1호가 찍은 마지막 사진이 됩니다.

By NASA, Voyager 1 - Visible Earthsource: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00451TIFF version: Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2469125

그중에 지구가 담긴 사진을 한 번 보시죠. 지구를 한 번 찾아보시죠.

By Voyager 1 (http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=52392) [Public domain], via Wikimedia Commons

오렌지색 줄무늬 안에 화소 하나보다도 작은 점 하나가 바로 보이저 1호가 본 지구입니다. 칼 세이건은 사진의 이 점을 창백한 푸른 점 (Pale Blue Dot) 이라고 부릅니다. 칼 세이건의 소감을 인용합니다.

"이렇게 멀리 떨어져서 보면 지구는 특별해 보이지 않습니다. 하지만 우리 인류에게는 다릅니다. 저 점을 다시 생각해보십시오. 저 점이 우리가 있는 이곳입니다. 저 곳이 우리의 집이자, 우리 자신입니다. 여러분이 사랑하는, 당신이 아는, 당신이 들어본, 그리고 세상에 존재했던 모든 사람들이 바로 저 작은 점 위에서 일생을 살았습니다. 우리의 모든 기쁨과 고통이 저 점 위에서 존재했고, 인류의 역사 속에 존재한 자신만만했던 수 천 개의 종교와 이데올로기, 경제체제가, 수렵과 채집을 했던 모든 사람들, 모든 영웅과 비겁자들이, 문명을 일으킨 사람들과 그런 문명을 파괴한 사람들, 왕과 미천한 농부들이, 사랑에 빠진 젊은 남녀들, 엄마와 아빠들, 그리고 꿈 많던 아이들이, 발명가와 탐험가, 윤리도덕을 가르친 선생님과 부패한 정치인들이, "슈퍼스타"나 "위대한 영도자"로 불리던 사람들이, 성자나 죄인들이 모두 바로 태양빛에 걸려있는 저 먼지 같은 작은 점 위에서 살았습니다.
우주라는 광대한 스타디움에서 지구는 아주 작은 무대에 불과합니다. 인류역사 속의 무수한 장군과 황제들이 저 작은 점의 극히 일부를, 그것도 아주 잠깐 동안 차지하는 영광과 승리를 누리기 위해 죽였던 사람들이 흘린 피의 강물을 한 번 생각해보십시오. 저 작은 픽셀의 한 쪽 구석에서 온 사람들이 같은 픽셀의 다른 쪽에 있는, 겉모습이 거의 분간도 안되는 사람들에게 저지른 셀 수 없는 만행을 생각해보십시오. 얼마나 잦은 오해가 있었는지, 얼마나 서로를 죽이려고 했는지, 그리고 그런 그들의 증오가 얼마나 강했는지 생각해보십시오. 위대한 척하는 우리의 몸짓, 스스로 중요한 존재라고 생각하는 우리의 믿음, 우리가 우주에서 특별한 위치를 차지하고 있다는 망상은 저 창백한 파란 불빛 하나만 봐도 그 근거를 잃습니다. 우리가 사는 지구는 우리를 둘러싼 거대한 우주의 암흑 속에 있는 외로운 하나의 점입니다. 그 광대한 우주 속에서 우리가 얼마나 보잘것없는 존재인지 안다면, 우리가 스스로를 파멸시킨다 해도 우리를 구원해줄 도움이 외부에서 올 수 없다는 사실을 깨닫게 됩니다.

현재까지 알려진 바로는 지구는 생명을 간직할 수 있는 유일한 장소입니다. 적어도 가까운 미래에 우리 인류가 이주를 할 수 있는 행성은 없습니다. 잠깐 방문을 할 수 있는 행성은 있겠지만, 정착할 수 있는 곳은 아직 없습니다. 좋든 싫든 인류는 당분간 지구에서 버텨야 합니다. 천문학을 공부하면 겸손해지고, 인격이 형성된다고 합니다. 인류가 느끼는 자만이 얼마나 어리석은 것인지를 가장 잘 보여주는 것이 바로 우리가 사는 세상을 멀리서 보여주는 이 사진입니다. 제게 이 사진은 우리가 서로를 더 배려해야 하고, 우리가 아는 유일한 삶의 터전인 저 창백한 푸른 점을 아끼고 보존해야 한다는 책임감에 대한 강조입니다." https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%B0%BD%EB%B0%B1%ED%95%9C_%ED%91%B8%EB%A5%B8_%EC%A0%90

보이저 미션 덕분에 우리는 태양계의 전체 그림을 좀 더 잘 이해하게 되었습니다. 태양계가 어떻게 우주공간에서 독자적인 패밀리를 구성하게 되었는지를 이해하는데 도움이 되었기 바랍니다.