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천문학 이야기

보이저 1호가 지구와 통신이 중단되었다.

by 안뜰봄 2024. 2. 20.

 

미국 항공우주국 NASA의 노후화된 우주선 보이저 1호는 46년 동안 역사적인 우주 탐사 중인데, 도중 컴퓨터 결함으로 인해 약간의 통신 장애가 일어난 것으로 알려졌습니다. 엔지니어들은 현재 이 문제를 해결하기 위해 최선을 다하고 있으며, 이 우주선이 태양계 바깥쪽을 따라 미지의 우주 영역을 계속해서 탐험할 수 있도록 노력하고 있습니다. 

 

보이저 1호는 현재 지구에서 약 240억 킬로미터 떨어진 곳을 여행 중인 지구에서 가장 먼 우주선이며, 그의 동생 격인 보이저 2호는 지구에서 200억 킬로미터 이상 떨어진 곳을 여행하였습니다. 두 우주선 모두 성간 공간에 있으며, 명왕성 궤도를 훨씬 넘어 확장되는 태양의 자기장 및 입자 거품인 태양권 너머에서 작동하고 있습니다. 이 우주선들은 이렇게까지 멀리 도달한 유일한 우주선들입니다. 

 

처음에는 단지 5년 정도 지속될 것으로 계획됐었던 보이저 탐사선들은 오늘날까지 우주에서 가장 오래 작동 안 우주선들입니다. 이 우주선들의 유난히 긴 수명은 우리 태양계와 그 너머에 대한 깊은 통찰력을 제공한 것을 의미합니다. 이들은 수십 년 전에 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 비행하는 등의 예비 목표를 달성하였습니다. 

 

그러나 이 예상외의 긴 여정이 어려움 없이 이뤄진 것은 아닙니다. 보이저 1호에는 우주선의 과학 장비에서 정보를 수집하고, 이를 보이저 1호의 현재 상태를 반영하는 엔지니어링 데이터와 함께 묶는 비행 데이터 시스템을 포함해 3대의 온보드 컴퓨터가 있습니다. 지구상의 임무 통제는 해당 데이터를 이진 코드 또는 시리즈로 수신합니다. 

 

그러나 최근 보이저 1호의 비행 데이터 시스템은 자동 반복에 멈춰있는 것만 같습니다. 

 

과학자 팀은 비행 데이터 시스템의 통신 장치가 루프에 갇힌 것처럼 1과 0의 반복 패턴을 다시 보내기 시작하면서 이 문제를 발견했습니다. 우주선은 과학자 팀으로부터 전송된 명령을 계속 수신하고 수행할 수는 있지만, 해당 통신 장치에 문제가 있으면 보이저 1호의 과학 데이터나 엔지니어링 데이터가 지구로 수신되지 않습니다. 

 

미국항공우주국에 따르면 보이저 과학자 팀이 우주선에 비행 데이터 시스템을 다시 시작하라는 명령을 보냈지만, 아직 반환 데이터가 돌아오지 않았다고 합니다. 

 

이 문제를 해결하기 위한 방법을 결정하기 전에, 미국항공우주국의 엔지니어들은 문제의 근본적인 원인에 대해 더 많은 정보를 수집하려고 노력하고 있습니다. 이 과정은 몇 주 정도 소요 될 수 있습니다. 

 

보이저 1호가 비행 데이터 시스템과 관련하여 유사하지만 동일하지는 않은 문제를 마지막으로 경험한 것은 1981년이었으며, 현재 문제는 우주선이 최근 몇 년 동안 겪었던 다른 결함과는 관련이 없는 것으로 보인다고 합니다. 

 

두 보이저 우주선 모두 새로운 시험을 거치면서, 과학자 팀 구성원은 수십 년 전에 작성된 원본 매뉴얼만 참조할 수 있었고, 이는 우주선이 노후화됨에 따라 직면하게 되는 문제를 설명할 수 없었습니다. 

 

보이저 과학자팀은 우주선에 더 많은 명령을 보내기 전에 모든 잠재적 영향을 고려하려 노력 중이며, 우주선의 작동이 예상치 못한 방식으로 영향을 받지 않도록 주의하고 있습니다. 

 

보이저 1호는 지구에서 보낸 명령이 우주선에 도달하는데 22.5시간이 걸릴 정도로 너무 멀리 떨어져 있습니다. 또한 과학자 팀은 응답을 받으려면 45시간을 기다려야 합니다. 

 

노후화된 쌍둥이 보이저 우주선이 우주 탐사를 계속함에 따라, 팀은 전력을 절약하고 임무를 확장하기 위해 이 고령의 장비를 천천히 꺼왔다고 보이저 프로젝트 관련 과학자가 설명했습니다. 

 

이 과정에서 두 우주선 모두 예상치 못한 문제와 중단에 직면했습니다. 지난 8월에는 과학자팀이 명령을 실수로 우주선의 안테나를 잘못된 방향으로 향하게 했고, 보이저 2호와의 통신을 복원하기 위해 장거리 외침의 기술을 사용해야 했습니다. 

 

과학자 팀은 보이저 1호가 보낸 정기적인 데이터 스트림을 복원하기 위해 노력 중이지만, 임무의 주요 가치는 이것이 장기간 지속된다는 것에 있다고 합니다. 예를 들어 과학자들은 탐사선이 태양권에서 더 멀리 날아갈 때 입자와 자기장이 어떻게 변하는지 확인하고 싶어 합니다. 하지만 만약 보이저 1호가 계속해서 정보를 반환할 수 없다면, 해당 데이터 세트는 불완전할 것입니다. 

 

과학자 팀은 기록적인 임무를 계속할 수 있도록 최근 몇 년 동안 두 우주선의 전원 공급 장치를 확장하는 전략을 창의적으로 사용해 왔습니다. 

 

한 우주 과학자는 보이저호는 역사상 다른 어떤 우주선보다 주요 임무를 훨씬 더 오래 수행하고 있고, 엔지니어링 팀이 이들을 살리기 위해 열심히 노력하는 중에도 추가적 문제가 생길 가능성이 있다.라고 말합니다. 


보이저 탐사선이란?

미국 항공 우주국 NASA의 그랜드 투어 계획에 의해 발사된 외우주 탐사선이다. 인류 역사상 가장 먼 저기를 탐사한 탐사선이고 제트추진연구소에서 개발했다. 

보이저 2호는 1977년 8월에 보이저 1호는 1977년 9월에 발사됐다. 모두 미국 플로리다 케이프 공군기지에서 발사됐으며 보이저 2호가 1호보다 딸리 발사되었다. 그 이유는 보이저 1호가 2호보다 먼저 목성과 토성에 도착할 예정이었기 때문에 지구 발사 순서가 아니라 목성에 더 빠르게 도착 예정인, 그리고 태양계를 먼저 벗어나 지구에서 볼 때 가장 멀리 날아갈 탐사선에 1호라는 이름이 붙여졌다.  이 탐사선들은 현재에도 인류가 만든 물체 중 가장 지구에서 멀리 떨어진 곳에 위치하고 있다. 

 

보이저 탐사선의 목표는 행성들과 위성을 탐사하는 것이었다. 화성과 명왕성을 제외한 모든 외행성을 방문했고 과학계에 엄청난 수확을 안겨주었다. 특히 천왕성과 해왕성에 대해 우리가 알고 있는 대부분의 정보는 보이저 2호의 탐사 덕분이다. 

또한 황도 및 태양계 외부 공간의 천체들에 대해서도 관측했다. 우주 간 물체와 별들을 탐지하고 연구해, 우기가 우주의 구조와 형성에 대해 이해하는데 큰 도움이 되었다. 

 

보이저 탐사선은 광학 장비와 레이더 장치들을 탑재 중인데, 이 장비들은 우주 여러 측면을 관측하는 데에 사용되었다. 

현재 보이저 2호는 선체 전압 안정을 위해 할당해 둔 예비 동력을 활용 중이라 과학자들은 탐사선의 수명을 2026년까지로 예상하고 있다.