외계별에서 온 신호, 40여년 뒤 받을 수 있을까?

/서원극 기자 wkseo@snhk.co.kr
/편집=송남희 기자
늦은 봄부터 초여름까지 남쪽 하늘 지평선 가까운 곳에 센타우루스 별자리가 뜬다. 여기서 가장 밝게 반짝이는 별이 ‘알파 센타우리’다. 밤하늘에서 시리우스, 카노푸스에 이어 세 번째로 밝다. 그만큼 지구와 가깝기 때문이다. 세계적인 영국 물리학자 스티븐 호킹과 러시아의 부호 유리 밀너, 그리고 페이스북 공동 설립자 마크 주커보그가 지난해 4월 제안해 화제를 불러 일으켰던 ‘스타샷 프로젝트’가 현실화 될 수 있을지 관심을 모으고 있다. 상상으로만 가능했던 이 꿈이 이뤄지면 인류는 45년 뒤 외계 별에서 보내 온 신호를 받을 수 있게 된다.

△스타샷 프로젝트는?

브레이크스루 재단과 미국 항공 우주국(NASA)가 이끌고 있다. 지구에서 가장 가까운 별, 즉 4광년(1광년은 9조 4600억 ㎞) 이상 떨어져 있는 ‘알파 센타우리’까지 1g 무게의 초소형 우주선(나노 우주선) 1000개를 보내는 것이다. 연구단에 따르면 먼저 로켓으로 반도체 칩 크기의 우주선 여러 개를 실은‘스타칩’을 쏘아 올린다. 이 우주선은 빛을 반사하는 얇은 돛을 달고 있다. 돛이 펼쳐지면 지구에서 레이저를 쏘아 태양계 바깥으로 가속해 밀어낸다. 우주 공간에는 공기가 없어 한 번 가속되면 계속해서 빠른 속도(광속의 5분의 1 수준인 시속 1억 6000만 ㎞)를 유지할 수 있다. 현존하는 가장 빠른 무인 탐사선 ‘헬리오스’는 시간당 25만 ㎞를 날아갈 수 있다. 따라서 25조 km 거리에 도달하려면 3만 년이 걸리는데, 약 1000배 빨라지는 셈이다. 이렇게 하면 20년 남짓이면 알파 센타우리에 도착하게 된다. 이 계획이 실현되려면 준비부터 발사까지 20년, 발사에서 알파 센타우리 도착까지 20여 년, 센타우리에서 오는 신호가 지구에 도착하는 데에 4.37년이 걸린다.

△우주선 보호하는 방법은?

스타샷 프로젝트에는 넘어야 할 산이 많다. 지상 레이저 개발, 오랜 기간 구동하는 우주선 시스템과 배터리, 알파 센터우리 근처에서 속도를 어떻게 줄일지 등이다. 가장 큰 문제는 우주선 보호와 속도다. 태양계 밖 또 다른 별(항성)에 가기 위해서는 우주선이 광속에 버금가는 속도로 움직여야 한다. 그런데 속도가 빨라질수록 우주 공간에 떠 있는 작은 입자에도 부서질 위험이 커진다. 연구진 계산에 따르면 알파 센타우리까지 가는 도중 우주선이 맞닥뜨릴 가스 알갱이는 약 100경개. 먼지도 10만여 개 만나게 된다. 다시 말해 우주선이 먼지에 충돌하게 되면 충돌 지점이 가열돼 표면이 녹아 용용물이 되면서 구덩이(최대 지름 4㎜, 깊이 1㎜)가 생기게 된다.

그렇다면 우주선을 안전하게 보호하려면 어떻게 제작해야 할까? 16일 한국천문연구원 소속 과학자 티엠 황이 답을 내놓았다. 황 박사는 원통형이나 직육면체와 같이 우주선 진행 방향의 단면을 작게 만드는 것이 바람직하다고 설명했다. 우주선의 표면적이 작을수록 우주 먼지로부터 피해를 덜 받게 된다는 것. 또 탄소 소재인 그래핀과 같이 녹는점이 높고 강한 소재로 얇은 차폐막을 이중으로 만들어 우주선을 보호하는 아이디어도 제시했다.