행성 탐사의 역사

천왕성과 해왕성을 지나간 탐사선은 지금까지 단 하나, 1977년 8월 20일에 발사된 보이저 2호뿐입니다.

망원경에서 탐사선으로

오랫동안 사람들이 아는 행성은 망원경 없이도 보이는 여섯 개뿐이었습니다. 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성입니다. 망원경이 이것을 바꿨습니다. 1610년 1월 갈릴레오 갈릴레이는 목성을 보다가 행성 곁을 떠나지 않고 함께 움직이는 빛점 네 개를 발견했습니다. 지구 밖에서 처음 찾은 위성이었고, 지금은 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토라고 부릅니다.

1781년 3월 13일 윌리엄 허셜은 쌍둥이자리에서 별 사이를 천천히 움직이는 희미한 천체를 보았습니다. 처음에는 혜성인 줄 알았지만 일곱째 행성 천왕성이었습니다. 1846년에는 계산으로 예측한 자리에서 찾은 해왕성이, 1930년에는 명왕성이 뒤를 이었습니다.

그랜드 투어

1960년대 NASA 제트추진연구소 기술자들은 1970년대 후반에 바깥 행성들이 한 줄로 늘어선다는 것을 알아챘습니다. 175년에 한 번 오는 배치입니다. 탐사선이 목성 곁을 지나며 그 중력으로 진로를 토성 쪽으로 꺾고, 행성마다 같은 방법을 되풀이할 수 있었습니다. 이것을 중력 도움(스윙바이)이라고 합니다. 연료와 몇 년의 비행 시간을 아낄 수 있습니다.

보이저는 5년 동안 목성과 토성만 찾아가도록 만들어졌습니다. 보이저 2호가 계속 잘 작동하자 NASA는 1986년 1월 천왕성, 1989년 8월 해왕성까지 보냈습니다. 천왕성에서는 사진 7,000장 넘게 보내오며 새 위성 11개를 찾았습니다. 해왕성에서는 햇빛이 목성에서의 3%밖에 되지 않아서 촬영 방식을 바꿔 가며 찍어야 했습니다.

보이저 이후

그 뒤의 탐사선은 지나가는 대신 오래 머물렀습니다. 카시니는 2004년 토성 궤도에 들어가 13년 동안 토성을 관측했습니다. 2017년에는 일부러 토성으로 뛰어들게 했는데, 생명이 살 만한 환경이 있을지도 모르는 엔셀라두스나 타이탄 같은 위성에 부딪혀 오염시키는 일을 막기 위해서였습니다. 주노는 2016년 7월 4일 목성에 도착했습니다. 뉴허라이즌스는 2006년 1월 발사되어 2007년 목성에서 속도를 얻었고, 약 9년 반을 날아 2015년 7월 14일 명왕성에 닿았습니다.

보이저 두 대는 아직도 자료를 보내고 있습니다. 보이저 1호는 2012년 8월, 보이저 2호는 2018년 11월 5일 태양풍이 만든 거품인 태양권을 벗어났습니다. 둘 다 지금은 성간 공간에 있고, 바깥 행성을 처음 가까이서 보여 준 관측 장비를 여전히 싣고 있습니다.

먼 탐사선과 주고받는 신호

전파는 빛의 속도, 1초에 약 30만 km로 갑니다. 아주 빠른 것 같지만 30 AU 떨어진 해왕성에서 보낸 신호는 도착하는 데 약 4시간 10분이 걸립니다. 그렇게 먼 탐사선은 실시간으로 조종할 수 없습니다. 몇 시간 앞서 명령을 보내 두면 탐사선이 스스로 처리합니다.