지식보관소_ 우주선이 길을 잃지 않고 날아갈 수 있는 이유

 

 

아무리 정교한 계산으로 발사했다고 하더라도

우주선은 현재 자신의 위치를 정확하게 알고

소행성의 위치까지 정확히 알아야

계속 속도와 방향을 바꿔서

무사히 소행성에 도착할 수 있을 텐데요.

 

대체 GPS도 없고

사방이 빈 공간밖에 없는 망망대해 같은 우주에서

대체 어떻게 정확하게 목표물을 찾아가는 걸까요?

 

 

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현재 나사의 오시리스 렉스는

작년 말에 소행성 베누에 도착해서 탐사 중인, 소행성 탐사선입니다.

베누는 지구 근접천체로

당장은 아니지만

먼 미래에 지구에 충돌할 가능성이 있는 소행성으로

오시리스 렉스는 이 베누에서 근접 촬영 이후

물질을 채취해서 귀환한다고 합니다.

 

이 베누가 얼마나 유명하냐면

나사에서 베누에 도착하는 걸 기념이라도 한 듯이

현대차에서 ‘베뉴’라는 모델명의 SUV를 출시하였는데요.

물론 이건 농담이고요.

 

그런데 이런 뉴스를 보면 혹시 궁금하지 않으셨나요?

대체 우주선이 저런 소행성에 어떻게 찾아가서

궤도에 진입하고 착륙까지 하는 걸까요?

 

“에이 그냥 뭐 눈대중으로 보고 날아가는 거 아니야?”라고 생각할 수도 있겠지만

그렇게 생각하기엔 좀 사소한 문제들이 있습니다.

 

일단 베누는

지름이 500m도 안 되는 크기를 지닌 소행성입니다.

물론 이런 게 지구에 떨어지면 상당히 아프겠지만

현재 궤도에서 사실상 눈으로는 안 보이고

지구궤도에서 탐사선에 달린 렌즈로

이 소행성을 찾는 것도 불가능합니다.

그리고 또 눈에 보이는 크기라고 해도

지구는 태양을 공존하고 있고, 그 공존 속도는 무려 초속 30km입니다.

즉 시속 10만 km가 넘는 엄청난 속도로 공전 중이라는 것이죠.

 

따라서 베누의 공전 속도도 거의 시속 10만 km에 가까운데요.

이런 속도라면

1초에 30km가 움직이는 속도니까

조금만 오차가 있어도

겨우 지름 500m밖에 안 되는 소행성 근처로 지나가는 것도 힘들 겁니다.

 

따라서 아무리 정교한 계산으로 발사했다고 하더라도

우주선은 현재 자신의 위치를 정확하게 알고

소행성의 위치까지 정확히 알아야

계속 속도와 방향을 바꿔서 무사히 소행성에 도착할 수 있을 텐데요.

 

대체 GPS도 없고, 사방이 빈공간 밖에 없는 망망대해 같은 우주에서

대체 어떻게 정확하게 목표물을 찾아가는 걸까요?

 

사실 이 얘기는 대체 고대에 살던 사람들이

어떻게 길을 찾았는지부터 알아봐야 됩니다.

 

문명이 발달하기 전에도 방향을 알고 길을 찾는 방법을 아는 부족들은

다른 부족들보다 생존에 용이했는데요.

이들이 GPS 없이 방향을 찾는 데는

보통 태양과 달의 주기적인 움직임을 통해

대략적인 방향을 알 수 있었다고 합니다.

 

물론 이런 방법으로 정확한 위치를 알기는 어려웠을 겁니다.

그런데 놀랍게도 지금으로부터 무려 3천 년 전에

폴리네시아 사람들은, 겨우 통나무로 만든 배로

동남아에서 오세아니아 동쪽에 위치한 하와이까지 이어지는

수천 km를 정확하게 항해했다고 합니다.

 

놀랍지 않나요?

지금처럼 과학이 발달한 시대에도

일반인들한테 최신식 요트를 주고

수천 km를 GPS 없이 항해해서 가라고 하면 불가능할 텐데

무려 3천 년 전에 정확히 항해할 수 있었던 겁니다.

 

이들이 사용했던 방법은 아직까지도 전해 내려오고 있는데요.

[낮에는 수평에서 떠오르는 태양과 달의 방향을 보고 항해]했다고 합니다.

그런데 이들이 정확하게 항의할 수 있었던 가장 큰 이유는

밤이었습니다.

 

폴리네시아 사람들은 수천 년 전부터 밤하늘에서 별자리를 만들어서 사용했는데

바로 이 [별자리들의 위치로, 방위를 매우 정확하게 알 수 있었다]고 합니다.

 

정말로 대단하지 않나요?

지금은 GPS가 있어서 쓸모없다고 생각할 수도 있지만

여러분도 별자리를 보는 법만 익히면

태평양 한가운데에서도 GPS 없이 정확하게 우리나라로 찾아올 수 있을 텐데요.

 

소름 돋게도 이런 별자리 항법은

지금도 굉장히 중요한 기술 중에 하나라는 겁니다.

네, 눈치 채셨겠지만

우주선이 우주 공간에서 방향을 정확하게 예측할 수 있는 이유는

폴리네시아 사람들이 3천 년 전에 사용했던

[별자리 항법] 덕분입니다.

 

참고로 지금으로부터 50년 전에

아폴로 11호가 착륙한 걸 안 믿는 사람들은

‘그 시대에 컴퓨터의 도움도 없이 어떻게 달에 갈 수 있었냐?’라고 하지만

실제 우주 비행사들은 아무런 기계의 도움 없이

맨눈과 수동조종으로 달까지 갈 수 있을 정도로

별자리 항법을 교육받고 훈련받은 베테랑들이었습니다.

물론 실제로는 컴퓨터의 도움을 받았으나

이 컴퓨터가 사용한 방법이 바로 별자리 항법이었죠.

 

심지어 이 기술은 군사과학기술에서도 사용되는데요.

 

현재 우리가 유도 미사일이라고 부르는 순항 미사일은

평상시에는 GPS를 보며 목표를 찾아가지만

날아가는 도중 GPS 신호를 받지 못할 것을 대비한 설계가 되어 있는 경우가 있습니다.

 

크루즈 미사일은

낮에는 지표면에 사진을 찍어

위성 사진과 비교하면서 현재 위치를 파악하지만

한밤중에는 밤하늘의 별자리 사진을 근거로

날아가고 있는 방향을 추적한다고 합니다.

 

그리고 이런 방법은 현재도 정밀도가 높아졌을 뿐이지

아직도 사용하고 있습니다.

그리고 아마 인간이 항성간 우주여행을 하는 미래에도

별자리 항법은 계속 사용될 예정인데요.

 

우주선을 타고 태양계가 아닌 다른 별로 갔을 때

밤하늘의 별자리가 전혀 다르게 바뀔 것이고

워프를 하거나 웜홀을 이동하면서 길을 잃는다고 해도

이 중 유명한 별들의 위치와 밝기만 추적하면

현재 은하계에서 어떤 위치에 있는지 정확히 알 수 있기 때문이죠.

 

우리도 혹시 길을 잃을 때를 대비해서

별자리를 익혀두는 건 어떨까요?

뭐 죽을 때까지 사용할 일은 없겠지만

방향을 보고 동서남북 방향을 알 수 있는 게

생각보다 재미있기 때문이죠.

그럼 이만.