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<태양 가까이에 있는 수성부터 가장 멀리 있는 해왕성까지. 침잠한 우주 곳곳에서 지금 이 순간에도 임무를 수행 중인 각 행성별 탐사선을 간단하게 정리하는 코너입니다.>

[HOOC=이정아 기자] 영화 ‘인터스텔라’에서 주인공 쿠퍼가 다른 은하로 건너기 위해 토성 근처에 있는 웜홀로 이동하는 장면을 기억하실까요. 오묘하면서 우아한 빛깔의 고리를 가진 토성이 이 장면에서 등장하거든요. 태양에서 먼 곳에 있고 또 움직이는 속도가 느리다는 이유로 로마 신화의 농경의 신인 사투루누스(Saturnus)라는 이름은 얻게 된 토성. 토성의 영어 이름은 새턴(Saturn)입니다. 영어에서 토요일인 새터데이(Saturday)도 여기서 따온 단어죠.

1610년. 갈릴레오 갈릴레이가 처음으로 토성의 고리를 발견합니다. 하지만 망원경의 해상도가 낮아 당시엔 어렴풋한 핸들 모양만 알 수 있었습니다. 갈릴레이가 세상을 떠나고 무려 50여 년이 지난 1656년에서야 네덜란드의 천문학자 호이겐스에 의해 그것이 얇고 평평한 고리라는 사실이 밝혀집니다. 그 뒤엔 이탈리아 천문학자 카시니가 관측을 통해 토성의 고리가 하나가 아니라 여러 개로 이뤄졌다는 것을 알아내고요. 그래서 현재 토성의 궤도를 돌고 있는 있는 탐사선은 그의 이름을 딴 카시니-호이겐스호입니다.

토성은 거대한 가스 행성입니다. 대부분 수소와 헬륨으로 이뤄져 있거든요. 토성의 부피는 지구보다 760배 이상 크지만 질량은 지구의 95배 밖에 되지 않기 때문에 밀도는 매우 낮습니다. 태양계 행성 가운데 유일하게 물보다도 밀도가 낮은 행성이죠. 만약 토성이 거대한 대형 욕조에 몸을 담근다면, 물에 뜬다는 이야기입니다.

그래서 말입니다. 이 가스 행성인 토성에는 탐사선이 착륙한다는 개념 자체가 성립하지 않습니다. 화성 땅을 누비며 지질 관측을 하는 큐리오시티나 오퍼튜니티와 달리, 토성의 탐사선은 토성의 궤도를 돌거나 그 위성을 멀리서 바라보는 방식을 취하는 것이죠.

토성에 최초로 방문한 탐사선 파이어니어 11호는 6년간의 비행 끝에 목성을 돌아 토성에 2만2000km까지 접근합니다. 행성과 고리, 수많은 토성의 위성에 관한 사전 조사를 한 파이어니어 11호는 토성이 태양에서 받는 에너지의 2배에 달하는 열을 우주로 방출한다는 것, 토성 주위의 자기장 면적이 예상했던 것보다 작았던 것 등을 알아냈죠.

이같은 관측 데이터를 바탕으로 본격적인 토성 탐사가 이뤄집니다. 1977년 발사된 보이저 1ㆍ2호가 파이어니어 11호의 절반 정도밖에 되지 않는 기간에 토성을 스쳐 지나가거든요. 짧은 시간 지나가는 것일 뿐이지만 토성의 적도에 목성의 5배 정도 되는 시속 1500km 이상의 강력한 바람이 휘몰아치고 있다는 사실을 밝혀냅니다. 작은 모래알부터 자동차만한 얼음으로 이뤄진 토성의 고리, 그 수가 1만개가 넘는다는 관측을 해내고 또 토성의 위성 9개를 발견합니다. 

이후 미국 우주항공국(NASA), 유럽 우주기구(ESA), 이탈리아 우주기구의 합작품, 카시니호가 여정에 오릅니다. 토성과 그 위성을 탐사하는 최초의 토성 궤도형 탐사선이죠. 1997년에 발사돼 2004년 토성 궤도에 진입한 카시니호는 2층 높이에 무게만 6톤에 이르는 어마어마한 우주선입니다. 그동안 토성을 비롯해 위성인 타이탄, 레아, 엔셀라우스 등 수차례 접근해 14만 장의 사진을 지구로 전송했죠.

카시니호는 얼음으로 덮인 토성의 위성 엔켈라두스에서 거대한 수중기 기둥을 발견한데 이어, 최근에는 토성의 위성 엔켈라두스의 얼음 밑에 생명체가 존재하는 온천이 있을 수 있다는 증거까지 보내기도 했습니다. 지구를 제외한 태양계 행성에서 뜨거운 물이나 온천 활동이 발견된 것은 이번이 처음입니다. 또 호이겐스 탐사선을 토성의 위성 타이탄에 떨어트려 착륙시키는데도 성공했고, 30년 만에 토성 북반구의 육각형이 상류 기류대의 영향으로 형성된 구름이라는 사실도 밝혀냈습니다.

2008년 미션이 종료될 예정이었던 카시니호는 그 수명이 연장돼 현재도 수많은 미션을 수행하고 있습니다. 카시니호의 은퇴까지는 이제, 단 2년이 남았습니다.

dsun@heraldcorp.com
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