활동을 종료하는 인사이트 화성 착륙선

지난 5월, 미항공우주국(NASA)는 화성 착륙선 인사이트(InSight: Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)가 먼지로 뒤덮이고 있음을 알리며 점차 동력을 잃어감을 우려한 바 있다. 또한, 인사이트 팀은 상황이 계속 악화된다면 이르면 대략 올여름 말 인사이트 착륙선의 모든 과학 활동이 종료될 것으로 예상했다. (관련 기사 바로 가기 - “InSight 화성 착륙선이 먼지로 뒤덮이고 있다”)

2022년 12월 말, 남부 캘리포니아에 있는 JPL(Jet Propulsion Laboratory)의 인사이트 미션팀은 화성 착륙선 인사이트와의 접촉을 시도했다. 두 번의 연속 시도 끝에도 착륙선과의 접촉이 불가능하자 미션팀은 탐사선의 태양 전지 에너지가 고갈되었다고 결론지었다.

이미 지난 5월부터 미션팀은 두 번의 연속 통신 시도를 놓칠 경우 임무 종료를 선언하기로 결정했기에, 아쉽게도 인사이트의 화성 탐사는 더 이상 진행될 수 없음이 확정되었다. 미션팀 역시 더 이상 인사이트 착륙선과의 통신 접촉을 시도하지 않을 것임을 밝혔다.

참고로 인사이트 탐사선과 지구와의 마지막 통신은 지난 12월 15일에 진행된 바 있다. 따라서 위 통신이 공식적인 마지막 통신으로 기록되었다.

태양광 패널을 탑재한 인사이트 탐사선

인사이트 착륙선은 왜 활동을 종료하는 것일까? 이는 기본적으로 인사이트 탐사선이 태양 전지판을 탑재했기 때문이다. 태양광/태양열 에너지는 우리가 계속해서 사용할 수 있는 신재생 에너지로, 지구 입장에서는 미래의 성장동력 중 하나임이 분명하지만, 우주에서는 특히나 먼지가 많은 화성에서는 이야기가 달라진다.

에너지원으로 태양 전지판을 탑재하면 발사 시 무게가 매우 가벼워지며 저비용의 에너지를 쓸 수 있다는 장점이 있지만, 먼지와 화성까지의 먼 거리를 생각하면 에너지의 효율이 그다지 좋지는 않다. 특히 태양광 패널에 먼지가 쌓인다면 동력을 얻기 힘들기 때문에 미션의 생사에 큰 위기가 닥칠 수도 있다. 만약 착륙선 주변에서 강한 바람이 불지 않는다면 태양광 패널 위에 두껍게 쌓인 먼지를 치울 방법이 많지 않기 때문이다. 실제로 인사이트 착륙선은 지난 4월 태양광 패널의 먼지를 털어내기 위해 착륙선의 한쪽 로봇 팔로 태양광 패널 옆쪽에 모래를 뿌리기 시작했고, 이를 통해서 바람을 일으킨 바 있다. 이 때문에 하루에 약 30 와트시(Wh)의 에너지가 증가한 바 있다.

하지만 이러한 이벤트성 에너지 증가는 결국 인사이트 화성 착륙선의 수명을 늘리지 못했다. 화성에 착륙했을 때 태양 전지판을 통해서 매일 대략 5,000와트시(Wh) 정도의 전력을 생산했던 점을 생각해보면 더 큰 회오리바람과 같은 강력한 먼지 청소 이벤트가 필요했지만 먼지 행성인 화성은 인사이트 착륙선에 좋은 상황이 아니었으며 현재의 화성 계절적 변화도 충분한 먼지바람을 기대하기는 힘들다.

또한, 인사이트 탐사선이 로버가 아니고 착륙선임을 고려하면, 애초부터 태양으로부터의 에너지 충전이 자유롭지 않다. 이 때문에 인사이트 탐사선의 예상 수명은 지구 시간으로 2년 정도밖에 되지 않았다. 물론 탐사선은 예상보다 긴 시간 동안 무리 없이 작동하며 이미 4년 넘게 화성에 관한 연구를 진행한 바 있다.

인사이트 탐사선의 4년

인사이트 화성 착륙 탐사선(Lander)은 실제로 화성에 관한 엄청난 정보를 가져다주었다. 화성에는 이미 많은 로버(이동 로봇)들이 활발하게 활동했거나 활동하고 있기에 움직일 수가 없는 착륙선은 상대적으로 적은 스포트라이트를 받을 수밖에 없었다. 하지만 위 미션은 화성의 암석 및 지진 데이터를 중심으로 화성 연구에 대해서 새 지평을 열었다고 평가받고 있다. 특히나 인사이트 미션이 시작되기 전까지 인류가 지구 이외에 어떤 행성에서도 지질학적인 정보를 얻지 못했던 상황이었으며, 인사이트 미션의 공헌을 통해서 다른 행성의 지질학적 정보를 최초로 얻을 수 있었다.

2018년 11월 화성의 적도 인근 엘리시움 평원에 착륙한 인사이트 착륙선은 지금까지 1,319건의 화성 지진(Marsquake)을 감지한 바 있다. 이는 프랑스 우주국(Center National d'Etudes Spatiales)과 취리히 연방 공과대학교(ETH Zürich)가 매일 모니터링했던 매우 민감한 지진계(Marsquake Service)를 통해서 수행되었으며, 지난 5월에는 화성에서 예측되었던 예상 지진의 한계를 넘어선 규모 5의 지진을 감지해낸 바 있다. 이는 지금까지 다른 행성에서 감지된 것 중 가장 큰 규모의 지진으로 기록되었다.

작년 말에는 유성 충돌로 인한 화성 지진을 감지해냈는데 이를 통해서 위 화성 지진을 일으킨 유성이 대략 바위 크기의 얼음덩어리라는 점을 예측한 바 있다. 이러한 지진 정보는 행성 표면의 나이를 결정하는 데 도움이 되며, 지진계의 데이터들은 과학자들에게 행성의 지각, 맨틀 그리고 행성의 핵을 연구하는 데 도움을 준다.

JPL 연구소장 로리 레신 교수(Prof. Laurie Leshin)는 인사이트 ('통찰력'이라는 뜻) 미션은 이름에 걸맞는 미션으로 그 이상의 공헌을 했다고 설명한다. 그녀는 화성을 연구하는 과학자로 위 임무를 성공시키며 착륙선의 성취를 지켜보는 것은 큰 기쁨이었다고 알렸다. 그녀는 미션에 작별 인사를 하게 되어서 매우 슬프지만, 인사이트 미션이 가져다준 정보와 과학은 우리에게 계속해서 통찰력(insight)을 줄 것이라고 확신했다.

인사이트 임무의 총책임자인 브루스 바네르트 박사 (Dr. Bruce Banerdt) 역시 지난 4년간 친구 같았던 인사이트 미션에 작별을 고하기 매우 힘들다고 밝혔지만, 위 착륙선과 미션은 엄청난 공헌과 연구로 인해 은퇴할 자격이 충분하다고 평가했다.