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보이저

last modified: 2015-04-11 20:12:34 by Contributors

Contents

1. 단어
2. 우주 탐사선
2.1. 영향을 받은 매체,작품
3. 스타트렉 : 더 모션 픽처
4. 스타트렉 : 보이저
5. 제노사가의 등장인물

1. 단어

Voyager. 항해자, 여행자.

2. 우주 탐사선

"The greatest voyager in history is still travelling."
역사상 가장 위대한 항해자의 여행은 아직도 계속되고 있습니다.
- BBC 다큐멘터리 The Planets의 세번째 편, Giants의 마지막 대사.


2014년 10월 기준으로 지구로부터 약 191억km나 떨어진 채, 37년 동안 임무를 수행하고 지금도 수행중인 보이저 1호. 태양으로부터 빛의 속도로 달려도 18시간 이상이 걸리는 거리, 즉 보이저 1호가 신호를 보내도 빨라야 18시간 뒤에나 지구에 도달할 만큼 먼 저 너머에서 지금도 탐사를 계속하고 있다. 저 별이 빛나지 않을 때까지 나는 항해를 계속 할 것입니다

미국NASA의 Grand Tour 계획에 의해 발사된 외우주 탐사선. 인류 역사상 가장 먼 거리를 항해하고 있다. 신호를 보내는 동력이 다할 때까지 우주로 나아가며, 발견되는 모든 것들의 정보를 지구에 보내주는 우주 탐사 목적으로 발사된 두 대의 탐사선이다.

1, 2호 모두 목성의 근접 사진과 인근 위성들의 사진을 찍어 보냈으며, 1976~1979년에 걸쳐 여러 행성들이 최적의 위치에 놓이는 무려 175년 만에 찾아온 절호의 기회[1]에 맞추어 발사되었으며, 해왕성까지 탐사를 진행한 후 태양계 밖으로 나갔다. 이 때 보이저가 사용한 비행 방식은 현재의 우주 탐사선들이 주로 사용하는 스윙바이 기법으로, 탐사하려는 행성의 중력을 이용하여 가속하는 기법이다. 물론 궤도를 잘못 잡으면 그대로 행성에 추락해버리거나 아예 멀찍이 지나쳐버리므로 정확한 궤도를 따라 진입하여 다음 행성으로 향하는 것이 관건. 이 방식을 사용하면 보통 한 번에 한두 행성만 탐사가 가능했으나, 보이저가 발사될 시기에는 행성들의 위치가 절묘하게 놓여서 한 번의 비행으로 4개의 행성을 탐사할 수 있는 절호의 기회가 되었던 셈이다.

(ɔ) from


보이저 1호는 1977년 9월 5일, 2호는 8월 20일에 발사. 1호가 늦게 발사된 건 타이탄 로켓의 기계 고장 때문.

1호는 1979년 3월 5일에 목성을, 그리고 1980년 11월 12일에 토성을 지나며 자료를 전송한 후 공전면 위쪽으로 태양계를 벗어났다.

(ɔ) NASA from

보이저 1호가 한 달 동안 목성에 접근하며 촬영.

2호는 1979년 7월 9일에 목성, 1981년 8월 26일에 토성, 1986년 1월 24일에 천왕성, 1989년 2월에 해왕성을 지났다. 역사상 가장 위대한 항해자라는 말이 어울릴 정도로 많은 발견을 이루어낸 후 공전면 아래쪽으로 태양계를 벗어났다. 화성[2]을 제외한 모든 외행성들을 방문해 준 덕택에 엄청난 수확을 과학계에 안겨주었다.

네 개의 외행성들, 특히 천왕성과 해왕성에 대해 우리가 알고 있는 대부분의 정보는 이 보이저 2호에 의해 밝혀진 것이다. 참고로 보이저 2호는 2014년 현재까지 천왕성과 해왕성을 방문한 유일한 탐사선이다. 즉 여러분이 수많은 매체나 과학 교과서 등에서 본 천왕성과 해왕성의 고화질 사진들은 전부 보이저 2호가 찍은 것들이다. 구체적으로는 외행성들의 구조와 구성 물질 조사, 고리의 존재 확인, 각 행성별로 수십 개씩에 이르는 새로운 위성의 발견 등이 있다. 특히 목성의 갈릴레오 위성인 이오, 에우로파, 가니메데, 칼리스토와 토성의 위성 중 가장 큰 타이탄 등에 대한 상세한 정보는 이후 과학자들은 물론 SF 소설가들에게도 새로운 영감을 안겨 주었다.

우주 공간은 중력마찰력이 없는 상태이기 때문에 한 번의 가속을 가지고도 자체적인 관성의 힘이 발생해서 등속 직선운동이 가능하므로 비행에는 동력이 필요 없지만, 탑재된 장비를 구동하는 데에는 전력이 필요하기 때문에 보이저호는 플루토늄 프로펠런트를 이용한 원자력 전지로 전력을 얻고 있다. 각종 위성과 탐사선에 흔하게 사용되는 태양전지 판을 사용하지 않는 이유는, 보이저호는 외우주 탐사선이라 태양빛이 매우 미약한 곳에서도 활동해야 하기 때문이다.
보이저호에 사용된 원자력 전지는 플루토늄 238을 사용하는데, 반감기가 87.7년이다. 이론적으로는 1년에 0.787%씩 성능이 떨어지지만 실제로는 열-전기 전환 성능도 같이 떨어져, 2001년 즈음에는 출력이 315W로 기존 470W의 67%로 떨어졌고 2009년에는 출력이 58% 정도로 떨어졌다. 2030년경 이후에는 출력이 너무 떨어져 탑재된 장비들이 작동을 멈추고 지구와의 교신도 중단될 것으로 예측된다. 두 탐사선 모두 현재 상태는 정상이다.

탐사선을 발사 후 리프로그래밍한 최초의 사례이며, 태양계 밖으로 나간 몇 안 되는 인공 물체이기도 하다.

여담으로, 당연한 이야기지만 보이저호에 탑재된 컴퓨터의 사양은 70년대 수준으로, RAM은 4KB, ROM은 6KB, CPU 성능은 패미컴보다도 떨어지는 1.6MHz 8비트 컴퓨터를 탑재하고 160bps(초당 160비트, 다시 말해 초당 20바이트) 정도의 속도로 지구와 교신한다고... 하지만 그 6KB 안에 자동 항행, 자세 제어, 에러 수정, 스케줄 관리, 촬영, 기록, 통신, 관측 등등 보이저가 행할 수 있는 기능은 모두 관리하고 있다.
이 사례를 들어 마이크로 프로세서를 교육하는 사람들은 성능신뢰성은 비례하지 않는다고 가르친다. 특히 베디드 시스템을 배우는 사람에게는 이 사례가 가장 좋은 사례로 꼽힌다. NASA가 진정한 최적화 종결자다.

(ɔ) NASA/JPL from


보이저호 내에는 혹시라도 만에 하나 존재할지 모르는 외계 생명체가 보이저를 발견할 시 인류 문명에 대한 정보를 얻을 수 있도록 골든 레코드가 실려 있다. 자세한건 항목 참조.

1990년, 태양계를 벗어나기 직전 보이저 1호는 지구의 지령에 따라 자세를 제어, 신호 도달에 6시간이 걸리는 명왕성 근처 우주 공간에서 지구를 조준해 사진을 찍었다.


동그라미 속 저 작은 점이 바로 우리가 사는 지구이다. 정확히는 지구만 찍은 것이 아니라 태양과 함께 지구를 포함한 태양계의 여섯 개 행성들을 촬영한 사진 중 지구 부분만 잘라낸 것이다. 이 때 태양과 함께 찍었던 행성들은 금성, 지구, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성.[3] 사진에서 지구 위를 지나가는 광선은 태양광이 아니라 보이저 1호의 카메라에 태양빛이 반사되어 생긴 것으로, 우연한 효과에 불과하다.
칼 세이건은 이 사진을 표지로 실은 저서 '창백한 푸른 점(Pale Blue Dot)'에서 말하기를, 자신도 그 머나먼 거리에서 지구를 찍는 것은 과학적 활동과 별 관련이 없다고 생각하긴 하나, 우주 속 인류의 위치를 바라볼 수 있는 좋은 기회가 될 것이라 판단해서 NASA에 이 사진의 촬영을 제안했다고 한다. NASA 측도 대체로 세이건의 의견을 지지하는 입장이었으나, 자칫하면 태양광에 보이저의 영상 시스템이 손상될 수 있다는 우려가 제기되어 한동안 보류하다가 NASA 국장 리처드 트룰리의 지시로 사진을 촬영하게 되었다.

Look again at that dot. That's here. That's home. That's us. On it everyone you love, everyone you know, everyone you ever heard of, every human being who ever was, lived out their lives. The aggregate of our joy and suffering, thousands of confident religions, ideologies, and economic doctrines, every hunter and forager, every hero and coward, every creator and destroyer of civilization, every king and peasant, every young couple in love, every mother and father, hopeful child, inventor and explorer, every teacher of morals, every corrupt politician, every "superstar," every "supreme leader," every saint and sinner in the history of our species lived there - on a mote of dust suspended in a sunbeam.

저 점을 다시 보세요. 여기 있습니다. 저것이 우리의 고향입니다. 저것이 우리입니다. 우리가 사랑하는 모든 이들, 우리가 알고 있는 모든 사람들, 당신이 들어보았을 모든 사람들, 존재했던 모든 사람들이 그곳에서 삶을 영위했습니다. 우리의 기쁨과 고통의 합, 확신에 찬 수많은 종교, 이데올로기들, 경제적 독트린들, 모든 사냥꾼과 약탈자, 모든 영웅과 비겁자, 문명의 창조자와 파괴자, 왕과 농부, 사랑에 빠진 젊은 연인들, 모든 아버지와 어머니, 희망에 찬 아이들, 발명가와 탐험가, 모든 도덕의 교사들, 모든 타락한 정치인들, 모든 슈퍼스타, 모든 최고의 지도자들, 인간의 역사 속 모든 성인과 죄인들이 저곳 - 태양 빛 속에 부유하는 먼지의 티끌 위에서 살았던 것입니다.
- 칼 세이건 -

세계를 일주했던 마젤란보다도 멀리, 춥고 어두운 먼 우주에서, 보이저는 아직도 여행을 계속하고 있다. # 보이저에 탑재된 플루토늄의 기한이 2020년까지이므로, 이 때까지 NASA와의 교신이 계속되는 한 보이저의 외우주 탐사는 거의 기정사실화되고 있다.

2010년에 일어난 해프닝으로, 보이저에서 날아오는 신호가 해석 불가능한 포맷으로 바뀌었다는 기사가 떴다. 호사가들은 외계인의 신호가 아니냐고 난리가 났었으나, 알고 보니 보이저에 탑재된 컴퓨터의 버그였다.

현지 기준 2012년 6월 15일, NASA는 보이저 1호가 태양계 끝자락에 도달했다고 발표했고, 같은 해 10월에는 태양계의 경계를 통과했다고 발표했다.
하지만 두 달 뒤인 12월에 기존 발표를 번복, 태양계를 벗어난 줄 알았던 보이저 1호가 태양계의 새로운 부분인 자기 고속도로(Magnetic highway)를 발견했다고 공표했다. 이는 항해 초반에 예측했던 태양계의 마지막 부분인 태양권 계면이 아닌 다른 부분이다. 이 자기 고속도로는 태양계 외부 자기장과 연결되어서, 태양계에서 나온 입자들이 외우주로 나가고 태양계 외부의 성간 물질들이 태양계 안쪽으로 들어온다고 한다. 보이저 1호는 이 자기 고속도로를 통과해야 태양계에서 완전히 벗어날 것이라고 한다. 스, 스타웨이?!

2013년 9월 13일, NASA는 보이저 1호가 태양계를 벗어나 외우주(Interstellar Space)로 나갔다고 공식 선언했다.나사 홈페이지 링크.

이 사이트에서 NASA와 정기적으로 교신하고 있는 보이저의 보고서를 볼 수 있다.

참고로, 보이저 1, 2호는 현재까지 인류가 쏘아보낸 가장 속도가 빠른 우주 탐사선은 아니다. 현재까지 인류가 만들어낸 가장 빠른 우주 탐사선은 헬리오스 2호로, 태양을 통한 중력 가속으로 태양에 제일 근접했을때 최고속도를 찍었는데, 상대속도 약 25만 km/h을 기록했다. 이는 초속으로 따지자면 약 70 km/s 가량으로, 보이저 1, 2호의 속도 17 km/s 가량의 4배 가량. 다만 가장 멀리 날아간 우주 탐사선이라면 보이저1호가 맞다.

2.1. 영향을 받은 매체,작품

3. 스타트렉 : 더 모션 픽처

스타 트렉의 첫번째 극장판 Star Trek: The Motion Picture, 1979에서 2번 항목이 진주인공(?)으로 등장했다.

4. 스타트렉 : 보이저

스타 트렉의 TV 시리즈중 하나인 Star Trek : Voyager


5. 제노사가의 등장인물

테스타먼트중 한명. 검은 외투로 얼굴을 가지고 있으며 과거에 지기의 처자를 죽인 남자.
지기를 테스타먼트에 오게끔 회유하려 했다. 본명은 에리히 웨버.
죽음에 대해 강한 공포를 가지고 있으며 보이저라는 이름은 테러리스트에서 활동할때 쓰던 그의 아명, 탑승 E.S는 덴.

성우는 츠지타니 코우지가 담당했다.
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  • [1] 참고로 이 사실은 1964년 Gary Flandro라는 항공우주 연구원(당시 박사 과정을 밟고 있던 대학원생)이 논문을 쓰다가 발견했다. 그리고 이후 외행성 탐사선들은 스윙바이 궤도에 맞추어져 발사되기 시작했다.
  • [2] 당시에는 행성이었지만 현재 행성에서 제외된 구 명왕성 또한 지나가지 않았다.
  • [3] 수성은 너무 밝은 태양빛에 묻혀버렸고, 화성은 카메라에 반사된 태양광 때문에 촬영할 수 없었다.

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