메신저호 수성까지 어떻게 갔나

메신저호는 수성 표면에서 최소 200㎞의 거리까지 접근해 탐사 업무를 진행하고 있다. 메신저호의 ‘수성 특급 작전’은 어떻게 가능할 수 있었을까.

일단 수성 궤도에 성공적으로 진입함으로써 첫 단추를 잘 뀄다. 탐사선의 궤도 진입은 쉬운 작업이 아니다. 지구는 지구대로, 수성은 수성대로 공전을 하기 때문에 치밀한 계산이 필요하다. 탐사선의 속도와 행성의 공전 속도 등 다양한 변수를 고려해야 한다. 궤도가 결정되면 탐사선에 탑재된 엔진을 통해 스스로 추진, 궤도를 변화시키는 ‘궤도기동’(DSM) 방식으로 수성에 접근하도록 했다.

하지만 다른 변수가 있다. 태양의 중력에 의해 궤도가 변할 가능성이 있다. 이를 감안해 사용되는 방식이 ‘접근 통과’(플라이바이)다. 지나가는 궤도에 있는 행성의 중력을 이용, 궤도를 수정하는 식이다. 메신저호는 지구와 금성, 그리고 수성을 각각 1, 2, 3차례 접근 통과하면서 궤도를 변화시켰다. 태양을 중심으로 총 15바퀴를 돌아 궤도에 진입해 이 같은 탐사가 가능할 수 있었다.

메신저호에 실린 최첨단 장비의 역할도 컸다. 수성의 표면을 근접 촬영하기 위해 설치된 카메라는 픽셀(화소)당 10m의 이미지를 제공하고 있다. 고해상도 이미지를 통해 수성의 표면이 바위 위주로 형성돼 있음을 알아냈다. 여기에 수성 대기권 및 표면의 화학성분을 측정하기 위한 대기·표면조성 분광계(MASCS), X선 분광계(XRS), 감마선 분광계(GRS) 등은 수성의 표면에 상당량의 황이 있다는 것을 증명했다. 수성의 자기장 측정을 위한 자력계(MAG)는 수성의 남극과 북극의 자기장이 비대칭이란 점을 발견했다.

이경원기자 leekw@seoul.co.kr