달 탐사 40주년 여전한 호기심

달 탐사 40주년 여전한 호기심 … 2014년부터 6년간 7차례 탐사 계획

1969년 7월21일 아폴로 11호 선장 닐 암스트롱은 달 표면에 인류의 첫발을 내딛었다(작은사진).   누구나 한 번쯤 컴컴한 밤하늘에 휘영청 떠 있는 달을 보고 설렌 경험이 있을 것이다. 사람들은 달을 보면서 마음을 추스르기도 하고, 때론 억누를 수 없는 감정에 젖어들기도 한다. 많은 예술작품이 달을 소재로 삼는 이유도 이와 무관하지 않다. 백제가요부터 서양음악과 최신 가요까지 수많은 작품에 단골 소재로 등장하는 달. 그만큼 달은 사람들의 오랜 벗으로 자리잡고 있다. 하지만 인류가 달을 실제로 들여다보기 시작한 것은 반세기도 되지 않았다. 1969년 7월 미국의 유인우주선 아폴로 11호가 달에 첫발을 내딛기 전까지 달은 가깝지만 먼 존재였을 뿐이다. 그 뒤 몇 차례 이어진 달 탐사에서 달의 속살은 한 꺼풀씩 벗겨졌다. 그럼에도 달은 여전히 많은 사람에게 신비한 존재로 남아 있다. 미국항공우주국(NASA)도 남은 궁금증을 풀고자 2014년부터 2020년까지 최소 7개의 탐사선을 달 주위에 보내는 프로젝트를 추진 중이다. 이웃나라인 일본 중국 인도 역시 미래 자원의 보고(寶庫)인 달에 대한 추가 탐사계획을 세워놓고 있다. 최근 미국의 과학전문 웹사이트인 라이브사이언스닷컴(www.livescience.com)은 다음 달 앞으로 다가온 인류 달 탐사 40주년을 맞아 ‘달에 관한 진실과 오해 10가지’를 선정해 발표했다. 그중 일반인이 가장 궁금해할 5가지를 추렸다. 하나, 달은 늘 그 자리에 있다? 아니다. 달이 늘 지구 주위를 지키고 있다고 생각하면 착각이다. 해마다 달은 우리 곁에서 점점 멀어지고 있다. 달은 매년 조금씩 지구의 자전 에너지를 뺏는다. 이 에너지에서 추진력을 얻는 달은 1년에 약 4cm씩 멀어진다. 달의 특징 지름 적도 3476km, 극 3472km 궤도 근지점 36만3104km 원지점 40만5696km 공전 주기 27.3일 공전 속도 평균 초속 1km 질량 지구의 0.0123배 표면 온도 최저 40K 평균 250K, 최고 396K   과학자들은 달이 46억년 전 형성될 당시 지구에서 약 2만2530km 떨어져 있었다고 본다. 현재는 그보다 20배 정도 멀어져 약 38만km 떨어진 상태다. 지구의 자전 속도도 그만큼 느려졌다. 하루의 길이도 점점 길어지는 중이다. 지구의 회전 속도는 100년에 1.5밀리초씩 느려지고 있다. 과학자들은 지구가 자전을 멈추는 수십억년 뒤, 지구의 하루 길이가 약 40일로 늘어나리라고 예측한 바 있다. 이때쯤이면 달은 지구에서 훨씬 더 멀어져 있을 것이다. 둘, 달에도 지진은 있다 맞다. 미국의 아폴로호 우주인들은 달에 머무는 동안 달나라 지진계인 ‘월진계’를 설치했다. 이들 우주인은 달에 불과 며칠 머물렀지만 달이 지질학적으로 사망하지 않았다는 사실을 알아냈다. 달 표면 아래 수km 땅속에서 수많은 크고 작은 지진이 끊이지 않고 있다는 사실을 포착한 것이다. 과학자들은 달에서 일어나는 지진의 배후로 지구의 중력을 지목한다. 지진뿐 아니다. 지각이 힘을 받아 끊어진 단층은 물론, 땅속에서 가스가 뿜어져 나오는 현상도 포착했다. 과학자들은 지구처럼 달의 중심에도 뜨거운 핵이 존재할 것으로 본다. 1999년 NASA는 달 내부에 전체 질량의 2~4%를 차지하는 핵이 있다는 사실을 밝혀냈다. 내핵과 외핵을 합친 질량이 전체의 30%가 넘는 지구와는 크게 비교된다. NASA의 엔지니어들은 향후 달에 사람이 거주하는 기지를 건설할 때 ‘달 지진’을 꼭 고려해야 한다고 입을 모은다. 셋, 달이 서로 크기가 다르게 보이는 이유 지구 주위를 도는 달의 궤도는 원이 아니라 타원에 가깝다. 따라서 지구와 달 중심 간의 거리는 계속해서 바뀐다. 달이 지구에 가까워졌을 때의 거리는 약 36만3100km, 지구에서 가장 멀어졌을 때 거리는 최대 40만5600km. 과학자들은 달 위치가 지구에서 가장 멀리 떨어졌을 때 보름달은 공교롭게도 평소보다 14% 크게 보이고 약 30% 밝게 보인다고 말한다. 풀리지 않는 궁금증은 또 남는다. 늦은 밤에 보는 달이 막 떠오른 달보다 작게 보인다는 점이다. 이런 현상은 직접 실험으로 확인할 수 있다. 먼저 이른 저녁달이 막 떠서 크게 보일 때 연필지우개 크기의 물체를 잡고 팔을 뻗쳐 크기를 가늠한다. 시간이 흘러 달이 더 높이 떠올라 상대적으로 작게 보일 때 다시 똑같은 방식으로 크기를 재본다. 두 달을 비교해보면 크기가 같다는 사실을 알 수 있다. 넷, 달은 둥글지 않다 밤하늘에 떠 있는 달은 둥글게 보인다. 하지만 자세히 살펴보면 달은 살짝 찌그러진 모습이다. 과학자들은 달이 달걀 모양에 가깝다고 말한다. 실제 밤하늘에 떠 있는 달을 살펴보자. 한쪽 끝이 반대쪽보다 뭉툭하게 보일 것이다. 둥글지 않다 보니 질량 중심도 한가운데 있지 않다. 달 중심에서 약 2km 벗어나 있다. 여기서 흥미로운 점은 지구도 완전한 구(球)가 아니라는 사실이다. 우주에서 지구 사진을 찍으면 달처럼 한쪽이 더 부푼 형태를 띤다고 한다. 다섯, 달의 반대편은 늘 어둡다? 일반적으로 생각하는 것과 달리 달의 반대쪽이 늘 어두운 것은 아니다. 지구처럼 달에도 낮과 밤이 존재한다. 다만 달의 반대편이 우리 눈에 보이지 않을 뿐이다. 달은 지구 중력의 영향으로 자전하고 또 지구 주위를 공전한다. 달은 지구 주위를 한 번 돌 때마다 한 번의 자전을 한다. 달의 반대편이 어둡다는 얘기는 지구에서 달의 한 면만 보이기 때문에 생겨난 오해일 뿐이다.

글쓴이: 박근태 동아사이언스 기자 kunta@donga.com