보이저 1호가 ‘창백한 푸른 점’을 찍기까지
1990년 2월 14일, 지구에서 약 60억 km 떨어진 곳에서 탐사선 한 대가 카메라를 뒤로 돌렸습니다. 그 사진 속 지구는 한 화소도 채우지 못하는 작은 점이었습니다. 보이저 1호가 어떤 길을 걸어 그 자리에 갔고, 지금은 어디에 있는지 따라가 봅니다.
175년에 한 번 오는 행성 배치
1960년대 미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소의 연구자들은 1970년대 후반 목성·토성·천왕성·해왕성이 태양 한쪽에 몰려 늘어선다는 사실에 주목했습니다. 이 배치는 약 175년에 한 번 옵니다. 탐사선이 한 행성의 중력을 이용해 방향과 속도를 바꾸는 중력 도움(스윙바이)을 연달아 쓰면, 연료를 거의 쓰지 않고 바깥 행성들을 차례로 지날 수 있었습니다.
이 기회를 위해 쌍둥이 탐사선 보이저 1호와 2호가 만들어졌습니다. 2호가 1977년 8월 20일 먼저 떠났고, 1호는 9월 5일 미국 플로리다주 케이프커내버럴에서 타이탄 IIIE 로켓에 실려 발사됐습니다. 1호는 더 빠른 궤도를 타서 곧 2호를 앞질렀고, 그래서 ‘1호’라는 이름을 받았습니다.
목성과 토성 근접 비행
- 1979년 3월 5일, 목성 최근접: 보이저 1호는 목성의 위성 이오에서 화산이 분출하는 장면을 처음 포착했습니다. 지구 밖에서 활동 중인 화산이 확인된 첫 사례입니다. 목성에 희미한 고리가 있다는 사실도 이때 드러났습니다.
- 1980년 11월 12일, 토성 최근접: 토성 고리의 복잡한 구조를 자세히 찍었고, 짙은 대기를 가진 위성 타이탄 곁을 가깝게 지났습니다.
타이탄 근접 비행으로 보이저 1호의 궤도는 행성들이 도는 평면 위쪽으로 크게 꺾였고, 더는 다른 행성을 찾아갈 수 없게 됐습니다. 천왕성과 해왕성은 보이저 2호가 맡았습니다. 이때부터 보이저 1호는 태양계 바깥을 향해 곧장 나아가는 탐사선이 됐습니다.
1990년 2월 14일, 지구를 찍다
천문학자 칼 세이건은 보이저 영상팀의 일원으로, 카메라를 지구 쪽으로 돌려 태양계를 한 장에 담자고 오랫동안 제안했습니다. 카메라를 태양 가까이 돌리면 광학 장비가 상할 수 있다는 걱정도 있었지만, 행성 탐사가 끝난 뒤 촬영이 결정됐습니다.
보이저 1호는 1990년 2월 14일 60장의 사진을 이어 붙여 태양과 여섯 행성을 담은 ‘가족 사진(Family Portrait)’을 찍었습니다. 그중 지구가 담긴 한 장에서 지구는 약 0.12화소 크기의 점으로 나타났습니다. 이때 거리는 약 60억 km, 태양과 지구 거리의 약 40배였습니다. 사진 속 줄무늬처럼 보이는 빛은 태양빛이 카메라 안에서 산란된 것이고, 지구는 우연히 그 빛줄기 하나 위에 놓였습니다.
이 사진이 보이저 1호의 마지막 사진이었습니다. 직후 카메라는 전력과 메모리를 아끼기 위해 꺼졌고, 다시 켜지지 않았습니다. 세이건은 1994년 같은 제목의 책 『창백한 푸른 점(Pale Blue Dot)』에서 이 사진을 두고 “저 점을 다시 보라. 저것이 여기다. 저것이 우리의 집이다. 저것이 우리다.”라고 썼습니다.
태양권을 벗어나 성간 공간으로
태양은 전기를 띤 입자의 흐름인 태양풍을 사방으로 내뿜습니다. 이 태양풍이 미치는 거품 모양의 영역을 태양권이라고 하고, 그 경계를 태양권계면이라고 합니다. 경계 밖은 다른 별들이 내뿜은 물질로 채워진 성간 공간입니다.
- 1998년 2월: 파이어니어 10호를 앞질러 사람이 만든 물체 가운데 지구에서 가장 먼 물체가 됐습니다.
- 2004년 12월: 태양풍이 갑자기 느려지는 경계인 말단 충격파를 지났습니다. 거리는 약 94AU(1AU는 태양~지구 거리)였습니다.
- 2012년 8월 25일: 주변 입자의 밀도가 크게 바뀌는 것이 관측됐고, NASA는 이듬해 보이저 1호가 약 121AU에서 태양권계면을 넘어 성간 공간에 들어섰다고 발표했습니다. 사람이 만든 물체로는 처음입니다.
지금의 보이저 1호
보이저 1호는 초속 약 17km로 멀어지고 있습니다. 전기는 플루토늄-238이 붕괴하며 내는 열로 만드는 원자력 전지(RTG)에서 얻는데, 출력이 해마다 줄어 NASA는 남은 과학 장비를 하나씩 꺼 가며 운용 기간을 늘리고 있습니다. 2023년 말에는 컴퓨터 메모리 칩 고장으로 알아볼 수 없는 신호를 보내 몇 달간 과학 자료가 끊겼지만, 2024년 봄 엔지니어들이 프로그램을 다른 메모리 영역으로 옮겨 통신을 되살렸습니다.
지금은 지구에서 보낸 명령이 도착하기까지 빛의 속도로 하루 가까이 걸립니다. NASA는 2026년 말 무렵 보이저 1호가 지구에서 ‘빛으로 하루’ 거리, 약 259억 km에 이를 것으로 예상했습니다.
골든 레코드에 담긴 것
두 보이저에는 지름 30cm짜리 금도금 구리 음반이 실려 있습니다. 칼 세이건이 이끈 위원회가 고른 지구의 사진 115장, 55개 언어로 된 인사말, 파도와 바람과 천둥 같은 자연의 소리, 여러 문화의 음악 90분가량이 담겼습니다. 한국어 인사말 “안녕하세요”도 들어 있습니다. 음반 겉면에는 재생 방법과 태양계의 위치를 나타내는 그림이 새겨져 있습니다.
보이저 1호는 약 4만 년 뒤 기린자리 방향의 별 글리제 445에서 1.6광년 떨어진 곳을 지나갑니다.
참고 자료
- NASA Jet Propulsion Laboratory, Voyager Mission (science.nasa.gov/mission/voyager)
- NASA, “Voyager 1’s Pale Blue Dot” (1990년 2월 14일 촬영 자료 설명)
- Sagan, C. Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space. Random House, 1994.
- NASA, “NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space” (2013년 9월 12일 보도자료)
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