137억 년 전, 대폭발(빅뱅)과 함께 탄생한 우주는 초기의 높은 온도 때문에 지금의 우주와는 많이 달랐다. 우주가 팽창하면서 온도가 내려가고 폭발과 함께 만들어진 쿼크, 전자, 중성미자 등의 소립자들이 가벼운 원소인 수소와 헬륨을 만들기 시작했다.
수소와 헬륨 가스가 모여 핵융합이 일어나면서 별이 탄생했다. 철과 탄소와 같은 무거운 원소가 나타났고 별을 중심으로 지구, 목성과 같은 행성이 만들어졌다. 다윈의 진화론처럼 우주도 소립자에서 시작해 핵을 합성하고 별과 은하를 만들며 137억년 동안 천천히 진화해 온 것이다.
우주의 진화를 이해하기 위해서는 빅뱅과 함께 나타난 소립자를 이해하는 것이 중요하다. 하지만 중성미자는 행성 뿐 아니라 사람의 몸과 아무런 상호작용 없이 통과해 버려 관찰이 어려웠다. 중성미자를 유령입자라고 부르는 이유도 이 때문이다.
아리랑 2호 ‘정년’ 또 2년 늘렸다
‘3년 수명+2년’ 지났어도 부품-이동연료 끄떡없어 2011년 07월 28일
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다목적실용위성 ‘아리랑 2호’가 앞으로 2년 더 임무를 수행한다. 한국항공우주연구원(항우연)은 아리랑 2호가 당초 예상 수명 3년에 2년을 더 채우고도 여전히 정상적으로 움직이고 있어 2013년 7월까지 임무 기간을 더 연장한다고 27일 밝혔다. 두 번째 연장이다.
아리랑 2호는 2006년 7월 28일 러시아 플레세츠크 우주기지에서 흐루니체프사가 개발한 발사체 로콧에 실려 발사된 지구관측위성이다. 흐루니체프사는 한국의 첫 우주발사체인 ‘나로호’의 1단을 제작해 공급한 업체다.
1999년 발사된 ‘아리랑 1호’가 2007년 말 지상 관제국과 교신이 끊어져 임무가 끝나면서 아리랑 2호는 우주에 떠 있는 유일한 ‘한국산 위성’이 됐다.
위성의 수명을 결정하는 가장 중요한 요소는 연료의 양이다. 연료는 우주파편(우주쓰레기)과의 충돌을 피하는 등 위성의 자리를 인위적으로 옮겨야 할 때 태워서 동력으로 쓴다. 정대원 항우연 저궤도위성관제팀장은 “아리랑 2호에는 연료가 46.3kg 남아 있다”면서 “지난 2년간 20.7kg을 쓴 만큼 아리랑 2호가 앞으로 2년 더 활동하는 데는 문제없다”고 말했다.
위성에 들어있는 수많은 전자 부품도 상태가 양호한 것으로 알려졌다. 정 팀장은 “고장을 대비해 예비용 전자부품을 하나씩 더 달아놓는 등 문제가 생기더라도 예비용 전자부품이 기능을 대신하도록 설계됐다”고 말했다.
지금까지 아리랑 2호는 지구 상공 685km에서 지구를 약 2만6000회 돌며 1m급의 고해상도 위성사진 약 200만 장을 보내왔다. 항우연은 이 중 1만5000여 장을 아랍에미리트, 유럽연합(EU) 등에 팔아 수익을 냈다.
아리랑 2호는 ‘영상 기부’ 활동도 펼쳤다. 지진, 홍수 등 자연재해로 어려움에 처한 지역의 사진을 찍어 무상으로 공급한 것이다. 지난해 1월에는 리히터 규모 7.0의 지진이 일어나 아이티 지역이 폐허가 되자 이 지역을 정밀하게 촬영해 구호 요원들의 이동 경로와 비상 물품 전달 경로를 손쉽게 파악할 수 있도록 했다.
아리랑 2호의 후속 기종인 ‘아리랑 5호’는 10월에 러시아 야스니 발사기지에서 드네프로 로켓에 실려 발사될 예정이다. 아리랑 5호는 광학카메라를 단 아리랑 2호와 달리 전천후 영상레이더를 달았다. 구름이 끼거나 어두운 밤에도 지구를 관측할 수 있다. 아리랑 5호가 활동을 시작하면 장마철 집중호우에 따른 피해도 사진을 찍어 신속히 확인할 수 있다. 내년에는 해상도 70cm급의 ‘아리랑 3호’를 발사할 예정이다.
이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com
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중성미자를 이해하면 우주의 기원과 진화에 대해 한발 다가갈 수 있다. 마침 영광원자력발전소 부근에 450톤급 규모의 국내 최초 중성미자 검출기가 2월말 완공됐다. 국내 연구진은 중성미자 기본성질의 실험 및 이론연구, 검출기술 개발 등을 수행할 예정이다.
서울대 물리학과 김수봉 교수는 이 같은 내용을 설명하기 위해 강단에 선다. 한국연구재단은 ‘금요일에 과학터치’ 강연을 29일 오후 6시30분 △서울 △부산 △대전 △광주 △대구 등 5대 도시에서 연다.
서울 정독도서관(종로구 북촌길)에서는 구의초 이길경 교사가 ‘동전 위에 물이 몇 방울 올라갈까?’라는 제목으로 도입강연을, 김 교수가 ‘우주와 물질의 기원을 찾아서’라는 제목으로 본 강연을 연다.
김 교수는 137억 년 전 발생한 빅뱅과 우주의 진화에 대해 설명하고 중성미자에 관련한 최근 연구 결과를 소개한다.
‘금요일에 과학터치’에 대한 자세한 내용은 홈페이지(www.sciencetouch.net)를 통해 직접 확인할 수 있다.
원호섭 동아사이언스 기자
wonc@donga.com