최근 허블망원경이 목성의 위성 유로파에서 수증기 분출 기둥을 발견해 지구사람들을 깜짝 놀라게 했다. 이미 목성의 위성 이오에서는 화산분출 현상이 발견된 바 있다. 목성 탐사가 시작된 지 어느 새 40년이 지났다. 하지만 목성과 주변 위성은 여전히 신비롭다.

미항공우주국(NASA·나사)이 최초로 목성에 도달해 사진을 전송해 온 파이오니10호 40주년을 기념해 목성탐사 사진 스크랩을 공개했다. 목성을 촬영한 위성에는 파이오니어 10호를 비롯해 보이저, 갈릴레오, 카시니 위성 등이 꼽힌다. 이들 위성이 촬영한 목성탐사 사진과 그림을 따라 목성탐사40년을 짚어본다.

최초로 목성에 도달한 파이오니어 10호는 지난 1973년 12월 4일 목성을 13만km 이내로 접근해 날아갔다. 이 과정에서 결정적으로 고해상도가 아닌 사진을 찍어 보냈다.

▲ 파이오니어10호가 점점더 커지는 목성의 이미지를 보내왔다.가장 드라마틱한 순간은 가장 가까이 근접했다가 목성뒤로 사라진 순간이다.<사진= 나사>

나사는 파이오니어10에 대해 “1972년 3월 2일 발사된 파이어니어는 소행성대를 최초로 지나간 우주선이었다. 또한 목성을 최초로 근거리에서 촬영한 우주선이었다. 파이오니어10호의 목성근접비행은 인류최초로 목성에 도달한 역사적 사건이었다. 이동안 파이오니어10호는 목성 및 달의 사진을 촬영했고 목성의 자기권, 방사선대, 자계, 대기권, 내부 등을 촬영했다. 거대한 가스행성은 동시에 적색과 청색 두가지 색깔을 포착할 수 있는 사진편광계(IPP) 및 방사능측정기, 그리고 중간해상도(최대 20km)회전주사 이미지로 촬영됐다”고 밝혔다.

IPP는 기본적으로 반사굴절망원경이며 빛은 포컬플레인휠, 프리즘, 그리고 2색성 거울을 통과하게 된다. 이 기기는 전용 포토캐소드에 의해 측정되는 적색과 청색 빔을 만들어냈다.

▲ 파이오니어10의 운항도 상상도.<사진= 나사>

▲ 파이오니어 10과 11에 실린 유명한 금도금 그림판. 고 칼 세이건 박사의 제안으로 외계인이 이 탐사선을 발견했을 때 알아 볼 수 있도록 태양계의 지구에서 온 탐사선이라는 점과 인간 남녀의 모습을 알리는 그림을 새겨넣었다. 지구의 위치와 지구,지구인의 모습을 152x229 mm금속판에 새겨넣었다. <사진= 나사>

▲ 보이저 1호. <사진= 나사>

▲ 보이저 1호가 200mm와 1500mm비디콘으로 촬영한 목성의 거대 구름. <사진= 나사>

1979년 보이저1호는 최소한 160km나 되는 거대한 목성의 구름을 촬영했다. 촬영거리는 목성으로부터 9천200만km 떨어진 곳이었다. 보이저1호는 200mm 저해상도 광각렌즈, 보다 고해상도인 1천500mm렌즈를 가진 비디콘카메라를 장착하고 있었다. 이 카메라의 직경 25mm짜리 자기굴절 비디콘센서는 주사선당 800픽셀을 가진 800개주사선 이미지를 임시로 저장할 수 있었다.

갈릴레오가 1995년 목성에 도달했을 때 나사는 보이저에 장착된 것 같은 보조 협각카메라와 "800x800 주사선CCD로 고체이미지(Solid-State Imaging)기기를 만들었다. SSI는 놀라운 성공을 거두었다. 하지만 아직 이걸로 끝나지 않았다.

▲ 갈릴레오가 목성의 이오위성과 만나는 모습 상상도.<사진= 나사>

▲ 갈릴레오가 촬영한 목성의 위성 이오. <사진= 나사>

▲이오의 표면. <사진= 나사>

▲ 갈릴레오가 촬영한 유로파. <사진= 나사>

▲ 유로파의 표면.<사진= 나사>

▲ 갈릴레오가 촬영한 목성의 위성 가니메데스. <사진= 나사>

▲ 가니메데스의 표면. <사진= 나사>

▲ 갈릴레오가 촬영한 목성의 위성 칼리스토.<사진=나사>

▲ 칼리스토의 표면. <사진=나사>

▲ 갈릴레오가 1996년 7월26일 목성에서 처음 촬영한 대적점, 암모니아 폭풍이다. 파란 부분은 암모니아 얼음이다. <사진=나사>

▲ 목성의 위성 이오의 트바쉬타르 카테나. 갈릴레오의 가장 놀라운 발견은 화산 분출이다. <사진=나사>

▲ 갈릴레오가 촬영한 목성 위성 이오가 목성 그림자속에 있을 때의 화산분출 모습. 청색,적색,연두색 부분이 화산 분출지역. 용암온도는 섭씨 1,426~1,726도로 지구의 1,226도보다 높다.<사진=나사>

▲ 1997년 10월5일과 6일에 촬영된 목성의 번개와 달빛 구름. 이오로부터의 달빛에 의해 흐릿하게 빛나는 구름과 함께 목성의 밤에 불어닥친 번개폭풍을 촬영했다.<사진=나사>

▲ 갈릴레오가 촬영한 유로파와 트라키아바다. <사진=나사>

▲ 갈릴레오가 촬영한 목성 적도사진. 위는 가시광선 사진.아래는 폴스컬러를 입힌 것이다. <사진=나사>

▲ 갈릴레오위성이 1994년 7월20일 10시28분부터 2분간 촬영한 슈메이커레비의 목성충돌 모습.<사진=나사>

카시니우주선은 지난 2000년 목성에 가장 가까이 다가갔을 때 놀라운 목성 사진을 보내왔다. 이 위성은 협각카메라로 목성을 촬영했다. 이 카메라는 초점 길이 2천mm의 반사망원경과 관측시야 0.35도의 반사망원경, 그리고 1024x1024픽셀의 고체촬상소자(CCD)로 구성됐다. 나사 위성에 장착된 협각 카메라는 가로 2.4cm짜리 물체를 4km밖에서도 볼수 있다.

▲ 카시니가 촬영한 목성. 27장의 사진을 합성에 만든 사진이다. 목성으로부터 1천만km 떨어진 곳에서 촬영된 사진이다. <사진= 나사>

실제로 카시니가 촬영한 목성은 1천만km 밖에서 촬영된 것이다. 나사는 “이것은 지금까지 촬영된 목성의 전체 컬러사진 가운데 가장 자세한 것이다. 육안으로 보이는 가장 작은 특징도 가로가 67km에 이른다”고 말했다.

하지만 나사의 목성 사진첩은 아직도 놀라움을 제공할 여지를 남겨 놓고 있다.

▲ 오는 2016년 목성에 도달할 주노에는 주노캠이 설치돼 더욱더 또렷한 목성의 모습을 보여주게 된다. <사진=나사>

오는 2016년엔 주노가 태양계에서 가장 큰 목성탐사 미션을 위해 이 행성에 도착할 예정이다. 미션은 목성의 기원과 진화과정을 알아내는 것이다. 여기에 장착된 것은 주노캠(JunoCam)으로서 목성 극지방에서 1600x1200픽셀 KAI-2020이미지를 제공하게 된다. 주노가 목성 근처 4천300km 이내에 도달하면 픽셀당 16km 해상도의 이미지를 보내게 된다.


이재구 기자 지디넷코리아