수성의 얼음을 엿보다: 베피콜롬보의 마지막 근접 비행

 

 

 

출처: NASA

 

 

 

마지막 중력 도움 기동: 궤도 진입을 위한 정교한 항해술

 

2025년 1월 8일, 유럽우주국(ESA)과 일본우주항공연구개발기구(JAXA)가 공동으로 운영하는 탐사선 베피콜롬보(BepiColombo)가 수성과의 여섯 번째이자 마지막 중력 도움(gravity-assist) 근접 비행을 성공적으로 마쳤습니다. 2018년 10월 발사 이후 6년이 넘는 긴 여정의 막바지에 다다른 이 기동은, 2026년 말로 예정된 최종적인 수성 궤도 진입을 위한 필수적인 과정이었습니다. 중력 도움 기동은 행성의 중력을 '새총'처럼 이용하여 탐사선의 속도와 방향을 정밀하게 조절하는 고도의 항해 기술입니다. 베피콜롬보는 이 마지막 근접 비행을 통해 태양의 막강한 중력을 이겨내고 수성의 궤도에 안정적으로 안착하는 데 필요한 속도로 감속했습니다. 이 정교한 궤도 수정 없이는 탐사선이 수성을 그대로 지나쳐 영원히 태양계 안쪽을 떠돌게 될 수도 있었습니다. 이번 비행은 단순히 스쳐 지나가는 것이 아니라, 수성 궤도 선회 우주선(MPO)과 수성 자기권 선회 우주선(MMO)이라는 두 개의 독립된 탐사선으로 분리되어 본격적인 과학 임무를 시작하기 위한 마지막 관문이었습니다. 따라서 1월 8일의 근접 비행은 베피콜롬보 임무의 성패를 가르는 중요한 엔지니어링 이정표이자, 수성의 비밀을 풀기 위한 대장정의 서막을 여는 결정적 순간이었습니다.

 

 

북극 상공 295km: 영구음영지역을 향한 전례 없는 시선

 

이번 근접 비행이 과학계의 폭발적인 관심을 끈 이유는 그 독특한 궤적에 있었습니다. 탐사선은 수성의 북극 상공 불과 295km라는 경이로운 고도로 비행하며, 인류 역사상 최초로 수성의 영구음영지역(Permanently Shadowed Regions, PSRs)을 바로 위에서 내려다보는 전례 없는 기회를 포착했습니다. 수성은 태양과 가장 가까워 표면 온도가 섭씨 450도까지 치솟는 불지옥 같은 행성이지만, 역설적으로 자전축이 거의 수직에 가까워 극지방 일부 분화구의 바닥에는 수십억 년 동안 단 한 번도 햇빛이 닿지 않은 영구음영지역이 존재합니다. 이곳은 태양계에서 가장 차가운 곳 중 하나로, 물과 얼음이 안정적으로 존재할 수 있는 유력한 후보지로 오랫동안 지목되어 왔습니다. 베피콜롬보의 관측 카메라(M-CAMs)는 프로코피예프(Prokofiev), 칸딘스키(Kandinsky), 톨킨(Tolkien) 등 주요 영구음영 분화구들의 내부를 놀라울 정도로 선명하게 촬영했습니다. 비록 이번 관측만으로 얼음의 존재를 확정적으로 증명하지는 못했지만, NASA의 메신저 탐사선이나 지구 기반 레이더 관측보다 훨씬 높은 해상도의 지형 정보를 제공함으로써 물 얼음 존재의 증거를 한층 더 강화했습니다. 이는 '뜨거운 행성 수성에 과연 물이 존재하는가?'라는 베피콜롬보의 핵심 질문에 답하기 위한 가장 결정적인 단서를 확보한 것으로 평가됩니다.

 

 

과학적 예고편: 본 탐사를 위한 귀중한 데이터 확보

 

1월 8일의 근접 비행은 주된 목적이 궤도 수정이었음에도 불구하고, 그 자체로 하나의 완결된 과학 탐사 임무에 버금가는 성과를 거두었습니다. 임무 계획팀은 공학적 목표 달성을 넘어 과학적 성과를 극대화하기 위해 의도적으로 북극 상공을 통과하는 궤적을 설계했으며, 이는 현대 우주 탐사가 어떻게 모든 단계를 과학적 가치 창출의 기회로 활용하는지를 명확히 보여주는 사례입니다. 영구음영지역 관측 외에도, 탐사선은 광활한 북쪽의 화산 평원인 보레알리스 평원(Borealis Planitia)과 다양한 지질학적 특징들을 상세히 관측하여 수성의 화산 활동 역사와 표면 구성 물질을 이해하는 데 큰 진전을 이루었습니다. 또한, 이번 비행 경로는 수성의 자기장과 입자 환경을 연구하는 데 있어서도 독특한 기회를 제공했습니다. 탐사선은 수성의 밤 시간대와 북극 상공을 통과하며, 본 궤도 탐사 중에는 접근하기 어려운 영역의 자기장과 입자 데이터를 수집했습니다. 이처럼 이번 근접 비행을 통해 얻어진 방대한 데이터는 2026년부터 시작될 본 탐사의 '과학적 예고편' 역할을 훌륭히 수행했습니다. 과학자들은 이 데이터를 바탕으로 향후 관측 계획을 더욱 정교하게 다듬을 수 있게 되었으며, 대중의 기대감 또한 최고조에 달하게 되었습니다.