천왕성 탐사 역사
태양으로부터 일곱 번째로 떨어진 천체, 우리 태양계에서 지름 측면에서 세 번째로 큰 행성, 이것이 천왕성입니다. 이 행성은 망원경을 활용해 처음으로 발견된 행성 중 하나입니다. 1781년에 천문학자 윌리엄 허셜에 의해 발견되었습니다. 먼 곳에 위치한 천왕성을 탐사할 수 있는 방법이 있을까요? 오늘은 천왕성 탐사에 대한 가능성을 살펴보겠습니다. 천왕성은 비록 눈에 띄긴 하지만 어둡고 느린 궤도로 인해 오랫동안 정체성이 모호한 천체로 남아왔습니다. 이 행성은 그 극적인 기울기로도 유명한데, 거의 태양을 향한 자전축을 가리키고 있습니다. 윌리엄 허셜, 영국의 천문학자, 1781년 3월 13일, 천왕성을 발견하기 위해 별들을 관측하면서 현미경을 사용했습니다. 그 중 한 별이 다른 별과는 다르게 보였고, 지속적인 연구 끝에 그 별이 행성 궤도를 따르고 있음을 밝혀내었습니다. 그리스 신 화염의 하늘 신 Ouranos에 영감을 받아 천왕성이라는 이름이 지어졌으며, 이로써 천왕성은 로마 신의 이름이 아닌 그리스 신의 이름으로 명명된 유일한 행성이 되었습니다. 이 이름이 확정되기 전에는 여러 가지 이름이 제안되었는데, 예를 들면 조지 3세를 기리기 위해 허셜이 조르지움 사이더스(Georgium Sidus, “조지아 행성”)라는 이름을 제안했지만, 이 아이디어는 영국과 조지 3세의 고향인 독일 하노버 이외의 지역에서는 인기를 얻지 못했습니다. 독일의 천문학자 요한 보데는 천왕성의 궤도를 상세하게 설명하며 행성에 적합한 이름을 제안했는데, 그 제안으로 천왕성은 Uranus라는 이름을 얻게 되었습니다. 천왕성은 대부분이 수소와 헬륨으로 이루어진 대기 중 메탄으로 인해 청록색을 띕니다. 이 행성은 물, 메탄, 그리고 암모니아 얼음의 혼합물로 이루어진 얼음 거인으로 자주 언급됩니다. 다른 태양계 행성과는 달리, 천왕성은 기울어져 있어 태양을 측면에서 돌고 자전축이 별을 거의 가리게 됩니다. 이러한 비정상적인 기울기는 행성 크기의 다른 천체와 충돌로 인한 것으로 추측됩니다. 2018년의 연구에 따르면 이러한 충돌이 지구의 두 배 크기를 가진 세계와 일어난 것일 수 있습니다. 이 기울기로 인해 천왕성은 약 20년에 걸쳐 극한의 계절을 경험합니다. 이는 지구의 84년에 해당하는데, 이 동안 태양이 직접 극지에 비치고 행성의 나머지 부분은 긴, 어둡고 추운 겨울을 겪는 것을 의미합니다. 태양계 다른 행성들과 달리, 천왕성은 내부 열을 보충할 열원이 거의 없거나 전혀 없기 때문에 태양 열을 잡아내지 못해 대기가 극도로 추워집니다. 천왕성에 대한 탐사는 현재까지 주로 망원경과 미국 NASA의 Voyager 2 우주선을 통해 이루어졌습니다. 1977년에 발사된 Voyager 2는 1986년 1월 24일에 천왕성에 가장 가까이 접근했고, 천왕성의 수많은 위성과 고리를 포함한 많은 이미지를 지구로 송신했습니다. 이러한 이미지의 해상도는 지구에서 관측한 것보다 300배 이상으로, 새로운 고리 두 개를 포함한 10개의 위성을 발견했으며, 천왕성의 차가운 대기와 대기 중의 물질을 연구했습니다. 또한 5개의 큰 위성을 이미지로 제공하여 그 표면에는 다양한 충돌 분화구와 협곡이 있음을 밝혔습니다. 이러한 정보는 천왕성에 관한 이전의 정보보다 상당히 더 많은 정보를 제공했습니다. 천왕성에 대한 여러 가지 탐사 임무가 제안되었으며, 영국의 우주과학 연구소에서는 NASA와의 공동 천왕성 탐사 임무를 제안했습니다. 2010년 12월, 전 세계 120명의 과학자들이 서명한 요청서가 유럽우주국에 제출 되었으며, 이를 토대로 2022년에 발사될 중규모 임무가 계획되었습니다. 또한 2009년에는 NASA 제트 추진 연구소의 행성 과학자 팀이 태양 에너지를 활용한 천왕성 궤도선의 가능한 설계를 발전 시켰으며, 이 탐사선은 2018년 8월에 발사되어 2030년 9월에 천왕성에 도달할 것으로 예상되었습니다. 탐사선은 자력계, 입자 탐지기, 그리고 이미징 카메라와 같은 과학 장비를 갖추고 있을 것입니다. 2011년에는 전기 돛을 활용하여 천왕성 대기로 진입하는 탐사선을 보내는 것이 제안 되었고, 2015년에 NASA는 천왕성과 해왕성에 대한 궤도 임무의 타당성을 조사하기 위한 연구를 시작했습니다. 나사 행성 과학 책임자 짐 그린은 이러한 임무가 빠르면 2020년대 후반부터 시작될 수 있으며, 이에 대한 승인 및 나사의 원자력 자원 공급 능력에 달려 있다고 말했습니다. 중국은 2046년에 천왕성에 대한 최초의 탐사 임무를 계획 중입니다. 천왕성의 아름다운 신비로운 색상은 매우 놀라운 것입니다. 망원경을 사용해 천왕성을 발견한 것 자체가 신기한 일이었고, 천왕성에 대한 탐사는 시간이 오래 걸릴 것으로 예상되지만, 이전보다 훨씬 더 많은 것을 배우게 된 것은 큰 성과입니다.