보이저 1호

바다에 던진 유리병 편지는 파도를 타고 한없이 흘러가요. 1977년에 발사된 보이저 1호도 마찬가지예요. 우주에는 공기가 거의 없어서 마찰이나 저항이 거의 생기지 않아요. 그래서 엔진을 계속 켜지 않아도 관성의 법칙 덕분에 계속 나아갈 수 있어요. 다만 태양의 중력이 탐사선을 뒤에서 붙잡아 속도를 조금씩 줄여요. 그래도 보이저 1호는 태양의 중력을 뿌리칠 만큼(탈출 속도 이상) 빨라졌기 때문에 다시 돌아오지 않아요.

하지만 먼 우주까지 가려면 처음 출발할 때의 추진력만으로는 부족했어요. 과학자들은 행성의 중력을 이용해 우주선의 속도를 높이는 기발한 방법을 썼어요. 지나가는 행성의 뒤편을 스쳐 지나가며 행성의 공전 에너지를 훔쳐 달아나는 방식이었죠.

이 기술을 '중력 도움(스윙바이)'이라고 불러요. 달리는 기차에 공을 던져 부딪히게 하면 공이 튕겨 나가면서 기차의 속도까지 더해져 엄청나게 빨라지는 것과 비슷해요. 보이저 1호는 목성과 토성의 중력을 징검다리처럼 밟고 가속해, 지금도 태양계를 빠져나가는 탐사선 가운데 가장 빠른 속도(초속 약 17킬로미터)로 멀어지고 있어요.

태양은 거대한 전등처럼 빛만 내뿜는 게 아니에요. 눈에 보이지 않는 미세한 입자들(태양풍)을 사방으로 끊임없이 뿜어내며 우주 공간에 거대한 비눗방울 같은 보호막을 만들어요. 이 보호막 영역을 '태양권'이라고 불러요.

보이저 1호는 수십 년 동안 날아간 끝에 2012년 이 비눗방울의 경계선을 뚫고 나갔어요. 태양에서 뿜어져 나온 입자가 사라지고, 다른 별들이 내뿜는 입자가 가득한 진짜 외계 우주, 즉 성간 공간에 인류 역사상 처음으로 발을 들여놓은 순간이었어요.

이곳은 태양빛이 지구에서보다 수만 배 약해 무척 어두워요. 게다가 물질이 거의 없는 텅 빈 곳이라 탐사선이 열을 받기 어려운 환경이에요(희박한 플라스마 입자 자체는 수만 도로 뜨겁지만, 너무 드물어서 열을 거의 전하지 못해요). 하지만 보이저 1호는 작은 원자력 전지에서 나오는 미약한 전기로 작동하며, 지금도 지구로부터 250억 킬로미터가 넘게 떨어진 곳(2020년대 중반 기준, 빛으로도 하루 가까이 걸리는 거리이며 해마다 약 5억 킬로미터씩 더 멀어지는 중)에서 성간 공간의 자기장과 플라스마 정보를 지구로 전송하고 있어요.

많은 사람이 보이저 1호가 태양권을 벗어났으니 태양계를 완전히 떠났다고 생각해요. 하지만 조금 더 정확히 말하면, 보이저 1호는 태양풍의 영향권을 벗어나 성간 공간에 들어섰을 뿐 아직 태양계의 가장 바깥 테두리인 '오르트 구름'을 통과하지 못했어요.

오르트 구름은 수많은 얼음 덩어리와 혜성들이 태양 중력에 묶여 둥글게 둘러싸고 있을 것으로 과학자들이 추정하는 거대한 껍질 구역이에요(아직 직접 관측되지는 않았어요). 태양빛은 아주 약해진 채로만 닿고 태양풍은 미치지 않지만, 태양의 미세한 중력은 여전히 그곳까지 미치고 있죠.

보이저 1호가 이 오르트 구름의 안쪽 경계에 도착하는 데만 앞으로 약 300년이 걸릴 것으로 추정돼요. 그리고 그 거대한 구름 층을 완전히 뚫고 벗어나는 데는 약 3만 년이라는 긴 시간이 더 걸릴 것으로 예상돼요. 다만 이 수치들은 오르트 구름의 범위를 가정해 계산한 추정치예요. 비록 원자력 전지의 전력이 점점 줄어 2030년대 무렵에는 지구와의 통신이 끊길 것으로 예상되지만, 탐사선은 외계 문명을 향한 인류의 메시지를 담은 '골든 레코드'를 품은 채 영원히 은하수를 유영할 거예요.