보이저 1호가 또다시 위기! 하지만 추진기 전환에 성공해 다시 살아난다.

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우주의 불가사의와 수수께끼를 풀기 위해, 47년에 걸쳐 혼자 여행을 계속하고 있던 NASA의 무인 우주 탐사선 「보이저 1호」이지만, 2023년 12월에 이변이 생겨 빈사의 상태가 되었다.

하지만 지상 팀의 노력에 의해 어떻게든 제정신을 되찾았지만, 노체 때문에, 차례차례 트러블을 겪고 있다.

이번에는 추진기(슬래스터) 내의 연료관에 막힘이 발생해, 자세 제어를 할 수 없게 되어 버린 것이다.사람으로 치면 혈관이 막혀버린 것과 같은 심각한 증상이다.

하지만, 과연 일류 과학자가 모이는 NASA의 엔지니어 팀이다.

마치 퍼즐과 같은 어려운 증상을 몇 주에 걸쳐 훌륭하게 해석해, 다른 추진기로 전환해, 무사히 안테나를 지구에 향하게 하는 것에 성공했다고 한다.

보이저 1호가 또 위기!

인간, 나이가 들면 혈관이 막혀 가기 마련인데 늙은 보이저 1호에도 그런 일이 일어나고 있다.

외로운 홀로 여행을 계속하는 보이저 1호는 지구와의 통신을 하기 위해 안테나를 지구로 향해야 한다.

이를 위해 액체 히드라진을 추진기로 보내고 이를 기화시켜 분사함으로써 자세제어를 하고 있다.

그것은 본래라면 하루에 40회, 수십 밀리초 단위로 행해지는 섬세한 작업이다.

그런데 2002년, 그 자세 제어용의 추진기(슬래스터)에 연료를 보내는 관이 막히는 트러블에 휩쓸렸다.

그 원인은 연료탱크 내 고무 다이아프램이 열화하면서 연료관에 실리콘 산화물이 축적된 것이다.

이 이미지를 큰 사이즈로 보다보이저1호 Credit: NASA/JPL-Caltech

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궤도 수정용 추진기 관에 이음새가 생겨 제어 불능으로

다행히도 보이저 1호에는 추진기가 복수(자세제어용 2계통, 궤도수정용 1계통) 탑재되어 있다.

그래서 당시 담당팀은 일단 다른 추진기로 전환하는 것으로 문제에 대처했다.

하지만 2018년이 되자, 모처럼 전환한 추진기에 엉킴이 생겨, 한층 더 궤도 수정용의 추진기로 전환되었다.

그런데 이번에 그 궤도 수정용 추진기도 또 막혀버린 것이다.게다가 증상은 이전보다 더 심각했다.

막혀버린 것은, 연료를 촉매(여기서 액체가 기체가 된다)로 보내는 추진기내의 관이다.

그 관의 지름은 0.25mm로 원래 가느다란 것이었지만, 즉 때문에 0.035mm, 즉 인간 머리카락의 절반 정도까지 좁아져 버렸다.

이래서는 자세 제어가 어렵다.그래서 NASA의 팀은, 다시 자세 제어용의 추진기로 전환하는 것을 결단했다.

이 이미지를 큰 사이즈로 보다Credit: NASA/JPL-Caltech

퍼즐처럼 복잡한 스라스터 전환 성공

신품 삐까삐까 보이저 1호라면 그럴 리도 없었다.하지만 이제 1호는 노체로, 몸의 여기저기에 덜컹거림이 와 있다.그것이 이 작업을 퍼즐처럼 어렵게 만들었다.

난제였던 것은 전력과 온도의 문제다.이미 태양권을 탈출한 보이저 1호는 수명을 최대한 늘리기 위해 불필요한 시스템을 정지시키고 철저한 절전을 하고 있다.덕분에 일부 히터도 정지돼 있다.

결과 사용하지 않던 추진기는 갑자기 시동을 걸면 고장이 날 정도로 차가웠다.그래서 우선 그것을 따뜻하게 할 필요가 있었다. 하지만 이것이 귀찮았던 것이다.

추진기를 데우려면 사용하지 않는 히터를 작동시켜야 한다.하지만 지금의 보이저 1호는 낭비를 깎아 내린 스토익한 상태로, 불필요한 기기를 동작시킬 전력의 여유가 없다.

만약 히터에 스위치를 넣는 것이라면 대신 다른 기기를 정지시킬 필요가 있다.

문제는 지금 움직이는 기기들이 모두 보이저 1호가 활동하는 데 필수불가결한 것들뿐이라는 점이다.섣불리 정지시키면 오히려 목을 조르는 결과가 될 수 있다.

팀은, 이 문제를 꼼꼼하게 검토해, 가동중의 기기를 정지시킨다고 하는 방법을 단념. 대신에 고안된 것이, 지금 사용하고 있는 히터를 1시간만 정지해, 그것으로 다른 히터를 움직이는 전력을 조달한다고 하는 것이다.

문자로 하면 몇 줄에 불과하지만 실제로는 이를 위한 방법이 몇 주에 걸쳐 신중하게 계획돼 있다.그 보람이 있어서 이 작전은 훌륭하게 성공!

보이저 1호는 어떻게든 자세를 제어해 2024년 8월 27일 안테나를 지구로 향하고 있는 것으로 확인됐다.

이 이미지를 큰 사이즈로 보다credit: NASA/JPL-Caltech

마지막 힘을 쥐어짜면서, 생명이 지속되는 한 우주를 조사

늙은 인간이 그렇듯이 아마도 앞으로도 보이저 1호는 몇 가지 말썽을 겪을 것이다.그것은 점점 더 심각해질 것이다.

NASA 제트추진연구소의 수잔 도드 씨는 "앞으로의 모든 결정은 이전보다 훨씬 신중한 분석이 필요할 것"이라고 말한다.

보이저 1호는 여전히 지구에서 244억km 떨어진 우주공간 성간우주를 여행하고 있으며 생명이 있는 한 그 모습을 지구에 전해줄 것이다.

너덜너덜해져서까지 열심히 일하는 그 모습은 어딘가 뭉클함을 준다.

References: Voyager 1 Team Accomplishes Tricky Thruster Swap