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「화성탐구」의 오늘과 내일

중앙일보

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종합 08면

연일 전해오는 세계 일류국의 눈부신 자주개발활동에 관한 보도에 우리들은 그저 경탄만 하고 있는 우주시대가 왔다.

<가장 흥미있는 천체>
우주개발이라는 평화적 연구방법에는 이에 따르는 「로키트」기술발전 문제가 개재하여 이것이 직접 간접으로 군사문제에 미묘하게 연결됨으로써 자주개발이라는 평화적인 대의명분아래 세계강대국은 사실상 이 방면에 우위를 차지하기 위하여 주야로 혈안이 되고 있는 것이다. 그야말로 과학계의 최고두뇌가 총동원되어있다 해도 과언이 아니며 마치 한나라의 과학문화수준과 국력자체라는 것이 이 자주과학연구활동 여하로써 규정되고 있는 듯한 감을 주고있는 실정이다. 소련은 금성개척을 위한 우주선을 발사하였는가 하면 이에 도전하듯이 수일 지난 6월14일에는 미국서 「매리너」5호를 금성탐험궤도에 올렸다. 이 방면의 전문가도 이러한 보도에 발맞추느라고 잠시도 편할 사이 없이 분주하기만 하다. 이러한 우주문제라는 것은 너무나도 허다한 미지문제를 내포하고 있다. 이 우주의 신비를 조금이라도 더 밝혀내기 위해서 우리인류는 과거 수천년간이나 노력해 왔다. 이 신비의 막에 깊이 싸여있는 가장 흥미 있는 천체의 하나가 화성이다.
오린지 빛의 「사성」
2년에 한번씩 만동초춘경이면 밤하늘 천장 가까이 「오린지」색의 빛을 내며 나타나는 것이 화성이다. 그 옛날 중동사람들은 이것을 보고 「사성」이라고 불렀다. 그 빛이 좀 불길한 감을 주기 때문이었다.
지구와 제일 가까이 접근할 때의 거리는 약8억킬로미터나 되고 지구궤도외측을 약6백86일만에 한번씨 태양을 중심으로 선회하며 그 크기는 직경이 지구의 절반쯤 되며 자전주기는 약24시간이다.
평균밀도는 지구의 5·6에 대하여 4·0이며 2개의 위성을 거느리고 있다. 표면온도는 적도부근이 오정에 섭씨29·4도, 밤에는 영하73·3도로 내려간다.
1877년에 이태리천문학자 「샤파렐리」가 화성표면의 어떤 모양상태를 발견했다는 것이 화성표면에 큰 운하가 건설되어있다고 오보되어 일반에게 큰 화제가 되어 거기에 지구문명보다도 더욱 고도의 문명이 발달됐느니 아니니 등의 논쟁이 항간에 떠들썩했던 일이 있은 뒤부터 많은 사람들이 관측을 하게되어 대략 화성표면은 극지권이라는 빙설지대와 사막 및 식물지대로 되어있다고 해석되어있는데 사실상 운하가 있는지, 고도문화가 있는지는 우리들이 직접 거기에 가보아야 해명이 될 것이다.

<빙설·사막·식물대>
백문이불여일견이라는 고언을 따르자는 것은 아니겠지만 여하튼 철저한 조사목적으로서 미국과 소련은 이 조사의 전초전격으로 재작년7월에 우주선을 화성에 향하여 발사하였으나 소련 것은 전송장치에 고장이 생겨 실패하고 미국의 우주선「매리너」4호는 7월14일에 지구를 떠난 뒤에 실로 7개월반이라는 장기여행 끝에 화성상공 9천9백43킬로미터를 지나가며 귀중한 21개의 화성표면접근 사진을 찍는데 성공하였던 것이다.
이 사진자료로부터 전문가들은 귀중한 새 발견을 많이 하였고 종래의 화성에 대한 개념의 일부를 수정하게 되었으며 화성탐색방법에 대한 자신을 더욱 굳게 얻었으며 미래에 이루어질 화성세계여행을 가능하게 하기 위하여 좀더 철저한 탐험계획을 세우는데 토대를 이루어놓았다.

<매리너 첫 근접성공>
경이할 신발견의 하나는 화성의 일부표면은 지구의 위성인 월세계와 같은 화산분화구모양의 집단으로써 이루어졌다는 점이다. 이 발견은 태양계 생성론을 검토하는데 새로운 논거를 제공하였는데 분화구주변에는 적설 또는 적빙의 증좌가 보여 이로 말미암아 화성의 대기밀도와 수분포함률에 관한 종래의 우리들 해석을 수정하여야겠고 결과적으로는 화성대기밀도가 지구 것에 비하여 10분의1이라는 것이 산정되었다. 비록 전기 운하와 같은 것은 발견할 수 없었다하더라도 여러가지미지의 신발견을 많이 하게 되어 우리들의 화성에 관한 흥미는 더욱 증가하게 되었음은 사실이다.
우리들은 하루라도 속히 사람을 화성에 보내고 싶지만 그전에 해결하여야할 일이 너무도 많다.
특히 다음과 같은 문제를 구명하여야 한다.
①담갈색의 사막지대의 물리조건 ②그 지대와 연결되어 있는 녹색 식물지대의 정체 ③극지권이란 빙설지대의 진상 ④때때로 생멸하는 담청색 표면모양의 해명 ⑤소위 황색사막풍과 청백색운의 존재사실 여부 ⑥식물지대의 계절변화에 대한 정확한 해석 ⑦생식물의보존 여부
이상의 문제를 해결하기 위해서 미국의 연구진에 등장한 것이 「보이에저」(VOYAGER)라는 무인우주선이다.
설계단계는 끝났고 실제 제작예산을 국회에 요구 중에 있다. 이것은 세계에서 현재로는 제일 강력한 30톤의 우주선 발사력을 가진 「새턴」5호형 「로키트」로서 1973년 및 5년, 7년의 3차 탐험을 계획하고있다.
근간에 이루어질 월세계 탐험에 사용할 유인우주선 「아폴로」보다도 성능이 더욱 고도화된 것이다. 계획으로는 우선 1969년 및 71년에 2차에 걸쳐 「매리너」우주선을 발사하여 화성표면의 근접사진을 다수 촬영하고 조사지 선택에 참고로 할 작정이고 온도측정도 하게 되어있다. 뒤이어 제2차의 것으로는 화성대기의 압력, 온도, 밀도, 화학성분 분포를 주로 조사한 뒤에 제1차 「보이에저」1973년호를 발사하여 우리들이 알고싶은 물리조건을 철저히 연구하게될 것이다.

<대기밀도 10분의1>
우주선 「보이에저」가 「매리너」와 상이한 점은 「매리너」는 화성 근방을 그저 스치고 지나가는 것이었지만 「보이에저」는 2개의 쌍동선으로 구성되어있고 그 하나는 화성을 위성처럼 돌게 하고 다른 하나는 화성에 직접 착륙시키는 점에 있다.
「보이에저」제1호로서는 화성표면의 분광학적조사를 선회선(A선이라고 부르기로 함)으로써 하고 착지선(B선)으로써는 생물학적 조사와 화성지면의 계절변화를 관측케 하는데 목표를 두고있으며 제2차로 발사할 1975년호로써는 A선을 좀더 광범위한 분광학적 조사를 하여 화성표면의 일반적인 화학성분 연구를 하고 B선으로써는 전기 제1호로써 이루어진 생물학적조사와 계절변화에 따르는 표면지역조건 관측자료로부터 얻은 지식을 기초로 하여 더욱 고도화된 연구자료를 얻는데 목표를 세우고있다.

<「보이에저」에 기대>
이상이 성공되면 제3차로 1977년호를 보내어 장래 우주항행사를 보내기 위한 최종적 연구자료를 얻기 위해 A선으로써는 특히 국한된 표면지역의 분광학적 관측을 하게 하고 B선에 이번에는 무전조종용 차량을 실어 화성표면 각 지역을 좀더 광범위하게 철저히 조사하게 하는 것을 겸하여 기상관측도 하게끔 계획하고 있다.
우주선 발사에는 「새턴」5호와 같은 30톤급의 추진력을 가진 「로키트」를 사용한다. 이 「로키트」는 3단 분사식으로 되어있어 제1은「로키트」는 액체산소를 연료로 한 매초15톤의 추진력을 갖고 이륙 후 2분40초 동안 49·7킬로미터의 상공으로 올라간 다음 제2단 「로키트」가 인계 받아 6분40초 동안에 183·4킬로「미터」상공에 이르게 하고 제3단「로키트」로 우주선이 지구를 선회하게 하는 소위 주선궤도에 넣은 다음 제3단「로키트」의 재분사로 우주선을 화성행 궤도에 오르게 한다.

<73년호는 연착조사>
이후로는 계속 우주선의 진행상황에 따라 수정명령을 내려 우주선이 화성을 짧은 시일 안에 도달하도록 지구에서 무전조종을 하게된다. 화성에 거의 도달했을 때에 A·B선이 분리하여 A선은 선회궤도를 타게되고 B선은 매초 약5백미터의 속도로 화성대기에 돌입한 뒤 낙하산의 작용으로 초속30미터까지 감속된 뒤로 B선에 장치된 소형 감속「로키트」로 착륙되는 순간은 거의 점지상태까지 이르게되어 안전착륙을 하게된다.
이렇게 소위 과학선진국들은 우주개발에 주야로 노력하고 있는 반면 우리대한의 과학계는 어떻게 대처하고 있는가? 전술한 제기술 문제의 원칙론은 한국의 우주천문학자들에게는 기지의 사실이다. 다만 이런 방면의 연구추진에 국민·국가의 유형적인 원조가 소극적으로 부여되어왔으므로 한국우주과학계의 연구업적의 발화가 늦어가고 있는 것뿐이다.
<A선과 B선을 파견>
다행히도 한국의 몇 개 대학이 이 방면의 교육활동을 시작하였고 정부의 영단으로 우주과학의 기초연구를 조장할 강력한 국립천문대설치안이 구체화되어가고 있다는 낭보야말로 적기에 온 것인즉 국민의 성원을 바라고 싶다. 학자들에게 업적을 내라고 요구하기 전에 우선 그들에게 연구설비를 주어야겠다. 이 우주 경쟁무대에 당당히 한국의 이름을 내놓게 하고 신비의 우주공간높이 한국기치를 만 우주선이 날으게끔 하는 것은 비단 과학자들만의 과업일 뿐 아니라 국민전체와 위정자들의 공동임무인 것이다.
지금 일본은 3년 후에 개시될 통신위성을 이용한 국제교신망 관리회의에 강력한 발언권을 얻고자 수차 실패를 거듭하면서도 관민일체로 인공위성발사에 노력하고 있다. 인국에서도 이렇게 열을 내자있는데 우리들도 자극을 받지 않을 수 없다.

<한국도 개척대열에>
아직도 천만사가 미지인 자주세계에는 우리들 한국의 재력과 능력으로 개발할 수 있는 부문이 무한정 있느니만큼 한국과학계의 후진성을 자인자위하는 타성에서 탈피하여 민족의 자부심을 지켜야겠다. 한국의 과학자들은 만반의 준비가 되어있다.
그들에게 연구무기를 준다면 과학한국의 전위병으로 누구보다도 과감히 싸울 것으로 믿는다.
◇조 박사 약력 ▼이학박사(천문학) 연세대졸업 ▼55년 도미 ▼62년「펜실베이니아」대학에서 박사학위(연성의 궤도해석) 미 해군성과 미 우주항공국을 거쳐 현 「하워드」대학교수 당년40세
◇업적▼위성천문대 성능과 고도화▼인공위성의 궤도개선에 관한 연구 외

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