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19일 미국 나사(항공우주국)는 오후 4시 30분(한국시간)에 지난해 8월 말 발사되었던 화성 탐사선 '퍼시비어런스'에 부착되어 올 2월 19일 화성에 착륙했던 초소형 헬리콥터 '인저뉴어티'가 화성 땅을 이륙해 3m 정도 상승 비행한 뒤 30초 지나 아무 탈없이 다시 화성 땅에 착지했다고 발표했습니다.
지난해 8월 화성과 지구가 아주 가까워지는 '충'의 위치에 오자 아랍에미리트, 중국 그리고 미국이 열흘에 걸쳐 차례로 화성 탐사선을 발사시켰습니다. 올 2월 13일 출발 순서대로 아랍에미리트우주선이 제일 먼저 화성 궤도 진입에 성공했으나 착륙은 못하고 순항 비행을 계속하고 있었습니다. 다음에 도착한 중국 탐사선은 5월 착륙을 위해 일단 궤도 순항 중입니다. 2월 19일 미국의 퍼시비어런스는 궤도 진입 직후 화성 착륙을 시도했고 '공포의 7분'을 거쳐 성공한 사실을 11분 뒤에 지구는 알게 되었습니다.
퍼시비어런스는 우주비행선이 곧 착륙선이 되고 탐사선으로 자체 변형되는 드라마틱한 전개를 거쳤습니다. 퍼시비어런스의 배 밑에 붙어있던 헬기 인저뉴어티는 얼마 후 분리돼 네 발을 화성 땅에 붙이고서 프로그램된 비행시간이 오기만을 기다리고 있었습니다.
미국 항공우주국(NASA·나사)의 우주 헬기 '인저뉴어티'(Ingenuity )가 19일(현지시간) 헬리콥터 한 대가 자체 동력으로 화성 하늘을 비행하는 데 지구 명령에 따라 상승 비행과 재착륙에 처음 성공했습니다. 이로써 드론에 가까운 소형 헬리콥터인 인저뉴어티가 화상 탐사 과정을 지구로 전송할 수 있게 되었습니다.
AP통신 등 외신에 따르면 NASA는 이날 인저뉴어티가 비행을 시도해 성공했다고 밝혔습니다. 인류가 지구 외 행성에서 '제어가 되는 동력체'를 비행시킨 것은 이번이 처음입니다.
비행 시도는 오전 3시 30분(미 동부시간·한국시간 오후 4시 30분) 이뤄졌다. 시험비행은 이륙 후 초속 1ｍ의 속력으로 약 3ｍ 높이까지 상승해 30초간 정지비행을 하고 착륙하는 방식이었던 것으로 알려졌습니다.
'독창성, 솜씨'라는 뜻의 인저뉴어티는 회전날개 2개의 무게 1.8㎏에 불과한 아주 작은 헬리콥터입니다. 비행시간과 상승 거리가 매우 짧지만 지구 아닌 다른 행성에서 회전익 비행체가 땅을 벗어나 공중으로 떠올랐다가 다시 내려오는 데 성공한 것을 두고 "1903년 라이트 형제의 비행체가 잠시 하늘을 나는 데 성공했던 것"과 비견할 만하다고 나사는 강조했습니다. 인저뉴어티는 높이 약 49㎝로, 질량은 지구에서는 1.8㎏이지만 중력이 지구의 3분의 1인 화성에서는 0.68㎏에 불과한 작은 비행체입니다. NASA는 총 8500만 달러(약 950억 3000만 원)를 투입해 인저뉴어티를 개발했다. 인저뉴어티를 품고 화성에 간 탐사 로버 '퍼서비어런스'를 개발하는 데는 27억 달러(약 3조 원)를 들였습니다. 뉴욕타임스(NYT)는 "화성 표면에서 이륙하는 것은 지구에서 고도 10만 피트(약 30㎞)로 비행하는 것과 비교할만하다"라면서 "어떤 헬기도 그 정도 높이에서 비행한 적이 없다"라고 설명했습니다. 헬기는 배터리로 태양광을 통해 동력을 저장하면서 밤에 마이너스 90도까지 떨어지는 화성의 밤을 두 달 동안 견뎌냈다. 지구 나사의 비행 명령은 퍼시비어런스의 중계로 이뤄졌으며 75m 떨어진 이 로봇 탐사선이 '비행' 명령을 전하자 헬기는 지구에서보다 5배나 많은 분당 2500회 날개 회전으로 화성 땅을 박차 올랐습니다. 화성은 대기가 지구의 1%밖에 안돼 양력 발생이 매우 어렵습니다.
인저뉴어티의 비행 성공은 3시간 뒤에 지구에 헬기가 떠오르면서 화성 땅에 생기는 그림자 등의 영상을 보내오면서 알려진 것입니다. 화성에서 비행이 어려운 가장 큰 이유는 대기 밀도가 지구의 100분의 1 수준에 불과, 공기 힘으로 양력을 만들어내기 어렵기 때문입니다. 이를 극복하기 위해 인저뉴어티는 탄소섬유로 만든 날개 4개가 보통 헬기보다 8배 정도 빠른 분당 2400회 안팎 회전하도록 설계되었습니다. 인저뉴어티에는 과학자료를 수집하는 기능이나 과학기구는 실려있지 않고 휴대전화 등에 사용되는 부품들로만 채워졌습니다. '화성에서 동력 비행이 가능한가'를 실증하는 것이 목표였기 때문입니다. 인저뉴어티는 시험 비행에서 동체 하단에 위치한 흑백 카메라로 촬영한 이미지와 각종 자료를 탐사 로버인 '퍼서비어런스(Perseverance)'로 전송한 후 수면모드에서 충전을 진행할 예정입니다.
앞서 NASA는 비행 시도를 화성시간으로 30솔(1솔은 24시간 37분 23초) 내 최대 다섯 차례 실시하겠다고 밝혔습니다. 이에 따라 인저뉴어티는 앞으로 네 차례 더 시험비행에 나설 수 있습니다.
화성에 사람이 갔을 경우 비행체의 비행은 별다른 뉴스거리가 될 수 없으나 탐사선 로봇뿐인 화성에서 사전 프로그램과 멀리 떨어진 지구에서 온 명령으로 비행체가 하늘을 날았다는 것은 획기적이다. 현재 화성과 지구는 2억 8700만 ㎞ 떨어져 있습니다. 지구와 태양 간 거리 두 배에 가까우며 지구 명령은 11분 지나 도달합니다.
미국은 1997년 서전너호를 시작으로 화성에 움직이는 로봇 탐사선을 착륙시켰으며 2012년의 4번째 탐사선 큐리오서티에 이어 올 2월 퍼시비어런스(인내)를 5번째로 착륙시키는 데 성공했다. 움직이는 로봇 탐사선은 움직이지 않는 착륙 물 단계를 20년 만에 극복한 것인데 이번 헬리콥터 인저뉴어티의 비행이 중요한 것은 행성 탐사 방식이 극적으로 진일보할 수 있는 계기가 되기 때문입니다.
큐리오서티나 퍼시비어런스는 1년에 움직이는 거리가 1㎞도 안 되지만 화성에서 비행체를 지구의 드론처럼 운용할 수 있다면 탐사 면적과 거리가 놀라울 정도로 확장될 수 있습니다.
마스 헬리콥터 인제뉴어티?
- 인제뉴어티는 퍼서비어런스의 탐사 대상을 정해주고, 퍼서비어런스가 가기 어려운 절벽이나 협곡 등의 지형을 대신 탐사할 예정인 탐사선이다. 약 30일 동안 화성을 날며 퍼서비어런스 로버의 탐사 대상을 정하고 길을 안내할 예정이다.
발사일: 2020년 7월 30일
임무 유형: 비행 탐사
임무 기간: 30일 이내
임무 종료: 2021년 3월 또는 4월
착륙일: 2021년 2월 18일
제조업체: 제트 추진 연구소
즐거운 하루 보내세요.
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