특히 화성은 지난해 인사이트호가 착륙했고, 내년 'MARS 2020'을 통해 본격적 탐사가 이뤄질 예정이다. 화성은 지구의 환경과 근접해 인류가 정착할 가능성이 가장 높은 행성이다. 본격적 탐사를 앞두고 미국에서 화성 탐사 임무에 참여, 맹활약중인 한인 연구자들이 있어 관심을 모은다.
NASA JPL(미국항공우주국 제트추진연구소)에서 근무하는 김헌주 연구원과 이주림 연구원이 그 주인공. 김헌주 연구원은 'Mars 2020 프로젝트'에 참여하며 샘플 귀환 업무를 수행하고 있다. 이주림 연구원은 항법팀(Navigation team)에서 활동하며 화성·목성 탐사선 등의 항법 설계, 운영 역할을 담당하고 있다.
폴윤 NASA JPL 홍보대사는 "NASA JPL 한인 연구자들의 노력을 지지한다"면서 "한국에서도 한인 연구자들과 협력해 국제협력이 활성화되고, 한단계 진보된 우주탐사가 이뤄지길 기대한다"고 말했다.
◆ 김헌주 연구원 "화성헬리콥터 등 미션에서 시도···화성 우주 수송 기술 상업화 기대"
김헌주 연구원은 기계공학자로서 'MARS 2020'의 다수 프로젝트에 참여하고 있다. 주로 'MARS 2020'의 주미션인 시료 채취 시스템 매커니즘을 담당해 시료 채취에 필요한 기계 설계부터 제조, 시험을 맡아 수행하고 있다. 이와 함께 탐사선 몸체 조립과 실험, 착륙선에 쓰일 낙하산 풍동 시험, 화성 헬리콥터 시험 등도 수행하고 있다.
'MARS 2020'은 NASA가 화성으로 SUV 크기의 탐사선을 보내는 미션으로 탐사선의 주요 목표는 화성 표면의 토양, 암석 등을 채취해 보관용 샘플 튜브에 저장하는 것이다. 샘플 튜브들은 미래 미션에서 다시 수집해 지구로 가져오게 된다.
귀환한 샘플들은 지구의 정밀 연구 장비를 활용해 화성 지형에 대한 정보와 화성 내 생명체 존재여부를 파악하는데 활용될 예정이다. 탐사선 내부의 과학장비를 활용해 화성 토양 분석을 비롯해 화성 산소재생실험과 인간화성탐사에 필요한 정보를 얻기 위한 실험에 활용된다.
김헌주 연구원에 의하면 이번 프로젝트에서 눈여겨 볼만한 시스템은 ▲샘플채취·보관 시스템 ▲화성 산소 현장 자원 활용 실험(MOXIE) ▲화성 헬리콥터로 최첨단 기술이 적용되고 있다.
샘플링채취·보관 시스템은 그동안 NASA가 다른 행성에 보낸 시스템 중 가장 정교한 기계 시스템으로 화성 샘플 채취와 저장을 가능케 한다. 화성 대기의 이산화탄소를 사용 가능한 산소로 바꾸는 과학적 실험 장비인 화성 산소 현장 자원 활용 실험으로 매래 인간 탐사에서 대량 산소 제작을 통해 연료, 공기로의 활용 가능성도 검증하다.
화성에서는 헬리콥터를 이용한 수송도 이뤄질 전망이다. 지구 100분의 1 정도의 화성 대기에서 비행하기 위해 거대 프로펠러를 빠른 속도로 돌려 비행하게 한다. 탑재한 인공지능으로 자동 비행해 지형물 고도에서 사진을 촬영하고, 데이터를 탐사선으로 보내 탐사선 이동선 결정에 정확한 데이터도 제공할 계획이다.
김헌주 연구원은 "화성의 중요성이 점점 부각되고, 우주 기술 발전으로 인류가 화성에 가는 것이 머지 않아 현실이 될 것"이라면서 "화성에 인류의 터전이 생기면서 새로운 기술 개발과 함께 화성 우주 수송 기술의 상업화가 이뤄질 것"이라고 예상했다.
김 연구원은 "화성은 옅지만 대가가 존재하며, 생명을 유지하기 위한 주요 요소(산소, 질소, 탄소 등)이 많이 있고, 쉽게 채취할 수 있는 형태로 있다"면서 "지구와 비슷한 회전율, 충분한 중력, 물의 존재 때문에 다른 천체에 비해 보다 많은 탐사와 연구가 이뤄지고 있으며, 인류 화성 탐사를 앞두고 우주 과학과 공학기술에 투자하는 것이 중요하다"고 덧붙였다.
'MARS2020' 프로젝트에 기계공학자로서 참여하고 있는 김헌주 연구원.<사진=김헌주 연구원 페이스북>탐사선이 화성에 착륙하고 본격적인 탐사활동을 하기에 앞서 이른바 '지도(Map)'가 필요하다. 기존 탐사선들이 촬영한 사진, 다녀온 경로, 우주선의 현위치 등을 확인하며 탐사선 발사부터 착륙까지 최적 항법을 설계함으로써 안정적인 운항을 돕는다.
이주림 연구원은 지난 2014년부터 현재까지 항법팀(Navigation Team)의 항법 공학자로 활동하며 다수 우주 탐사선 임무에 참여했다.
지난해에는 팀원들과 협력해 화성 인사이트호의 성공적 미션 수행을 이끌기도 했다. 이 연구원은 "우주 탐사선의 발사부터 착륙까지의 항법을 개발하는 공학자로 활동하며 성취감과 스릴을 경험하고 있다"면서 "공학자들을 모아 탐사선이 제대로 운항하는 것을 도와주는 연결자로 역할하는 것이 꿈"이라고 설명했다.
이 연구원은 그동안 NASA JPL에서 활동하며 느낀 장점에 대해 다양성을 꼽았다. 다양한 배경의 연구자들이 모여 협력하며 미션 성공을 이끈다는 것이다. 실제 그의 팀은 탐사선 발사 순간부터 착륙까지 가장 바쁜 곳 중 하나이다. 탐사선이 착륙 후 신호전달까지 소요되는 7~10분 동안 미션 콘트롤룸은 적막감이 감돌기도 한다. 이 연구원은 팀원들을 함께 24시간 운영되는 콘트롤룸에서 임무를 지켜보며 성취감과 보람을 느낀다고.
그는 한국 연구자들의 실력을 높게 평가하며 경험 축적을 위해 NASA, ESA 등 각국 우주국과의 협력을 보다 강화해야 한다는 의견도 제시했다. 그러면서 연구자들이 과학대중화 활동에 적극 나서면서 한국 우주탐사에 발전이 이뤄지길 기대했다.
"NASA 연구자들의 대중소통은 의무이자 책무입니다. 화성 로보 모형을 가지고 아이들에게 바퀴가 어떻게 생겼고, 화성에서 어떻게 이동하는지 설명하고 있습니다. 한명이라도 더 우주 소통의 중요성을 알리는 것이 중요합니다. 국민들에게 우주 탐사의 가치를 알리고, 관련 분야 투자가 제대로 이뤄져 한국 우주 탐사 분야 발전이 이뤄지길 희망합니다."
이주림 NASA/JPL 연구원.<사진=강민구 기자>
이주림 연구원은 개인 휴가차 방한해 대전시민천문대서 강연했다.<사진=강민구 기자>https://www.hellodd.com/?md=news&mt=view&pid=69104
2019-07-18 09:49:21Z
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