# NASA의 ‘빅뱅(Big Bang)’: 머나먼 보이저를 살리기 위한 대담한 계획 우주선의 전력 시스템을 재구성하면 발사된 지 거의 50년 된 보이저호의 성간 공간 탐사를 2030년대 초반까지 연장할 수 있다.    과학자와 엔지니어들은 1977년에 발사된 보이저 우주선과 지금도 교신하고 있다. 사진: JPL/NASA, 아리아나 드레슬러·뉴욕 타임스 글: [케네스 창](https://www.nytimes.com/by/kenneth-chang) 케네스 창은 지난 4월 캘리포니아에 있는 NASA 제트추진연구소를 방문해 보이저 2호의 ‘빅뱅(Big Bang)’ 전력 개선 작업을 준비하던 엔지니어들을 인터뷰했다. 2026년 8월 18일, 동부시간 오후 5시 42분 업데이트 보이저 1호와 보이저 2호 우주 탐사선의 통신을 담당하는 NASA 엔지니어 은샨 카자리안은 자신이 대화하는 우주선보다 어리다. 25세인 카자리안은 캘리포니아의 NASA 제트추진연구소에서 낡았지만 끈질기게 버티는 두 우주선을 계속 운용하려 애쓰는 신세대 엔지니어 가운데 한 명이다. 그는 “보이저 이야기를 할 때면 왠지 부모님처럼 대하게 된다”고 말했다. “사람도 나이가 들면 여러 문제가 생긴다. 우주선도 비슷하다. 오래될수록 문제가 더 많아진다.” 보이저호가 1977년에 발사됐을 당시에는 카자리안의 부모조차 태어나지 않았다. 노후한 우주선을 운용하려면 독창성과 끈기, 선 수행자 같은 인내심이 필요하다. 카자리안이 보이저호 중 한 대에 명령을 보낼 때마다 응답을 받기까지 이틀가량 기다려야 한다. 무선 신호가 왕복하는 데 그만큼의 시간이 걸리기 때문이다. 보이저 1호는 약 160억 마일 떨어져 있고, 보이저 2호는 그보다 조금 가까운 약 133억 마일 거리에 있다. 그래도 명왕성까지 거리의 네 배가 넘는다. 보이저호가 거대 행성들을 지나며 전성기를 누린 지도 수십 년이 흘렀다. 당시 보이저호는 목성의 대적점 주변에서 소용돌이치는 붉은 구름과 섬세하게 빛나는 토성의 고리를 비롯해 [만화경처럼 경이로운 풍경을 담은 사진](https://science.nasa.gov/mission/voyager/images-voyager-took/)을 지구로 보내왔다. 이제 쌍둥이 우주선은 시속 3만 마일이 넘는 속도로 멀어지며 인류가 만든 어떤 물체보다 먼 곳까지 나아갔다. [보이저 1호는 2012년에 성간 공간에 진입했고](https://www.nytimes.com/2013/09/13/science/in-a-breathtaking-first-nasa-craft-exits-the-solar-system.html), [보이저 2호는 6년 뒤 그 경계를 넘었다](https://www.nytimes.com/2018/12/10/science/voyager-2-solar-system.html). 우주 과학자들은 두 탐사선이 가능한 한 오래 [별과 별 사이에 존재하는 물질에 관한 독보적인 관측 자료](https://www.nytimes.com/2019/11/04/science/voyager-2-interstellar-solar-wind.html)를 계속 수집하기를 바란다. 당분간 그만큼 멀리 나아갈 다른 우주선은 없을 것이다. >  > > 왼쪽부터 린다 J. 스필커, 수잰 도드, 카림 바다루딘, 선 마쓰모토, 켈리 브리드. 최근 회의에 참석한 제트추진연구소 과학자와 엔지니어들로, 지금도 보이저호와 교신하고 있다. 사진: 아리아나 드레슬러·뉴욕 타임스 하지만 우주선의 플루토늄 배터리 에너지가 줄면서 이 작업은 갈수록 어려워지고 있다. 몇 년 안에는 아예 불가능해질 것이다. 우주선을 살려 두려면 엔지니어들은 다른 임무라면 감히 시도하지 않을 위험을 감수해야 한다. 보이저 임무 관리자인 카림 바다루딘은 “우린 해적 같은 존재”라고 말했다. “누구도 이렇게 벼랑 끝에 바짝 붙어 있기를 좋아하지 않는다. 하지만 우리에게는 다른 선택지가 없다. 이제는 꽤 익숙해졌다.” 지난달 이 팀은 보이저 2호에서 이른바 ‘빅뱅(Big Bang)’을 성공적으로 수행했다. 전기 시스템을 재구성해 약 10와트의 전력을 절약한 것이다. 전구 한두 개를 켤 수 있는 정도의 미미한 전력이지만, 임무 수명을 2031년까지 약 2년 연장할 수 있다. 앞으로 몇 주 안에 엔지니어들은 보이저 1호의 회생 작업도 마무리할 예정이다. 이 우주선도 2030년까지 버틸 것으로 기대한다. 몇 년은 별것 아닌 듯 보일 수 있다. 그러나 하루하루 새로운 발견의 가능성이 열린다. 현재 부프로젝트 과학자인 프린스턴대 우주 과학자 제이미 랭킨은 태양이 태양계 안으로 내뿜는 입자와 비교하면 성간 공간에는 “다른 기체 혼합물이 있고 거동도 다르다”고 말했다. 엔지니어들은 보이저호의 피할 수 없는 종말을 늦출 수 있을 뿐이라는 사실을 안다. 그래도 희망과 창의성을 잃지 않고 있다. 바다루딘은 “누가 알겠는가”라고 말했다. “어쩌면 다른 방법을 찾아낼지도 모른다.” 그러면서도 그는 “하지만 이게 우리가 할 수 있는 최선이라고 생각한다”고 덧붙였다. >  > > 우주로 발사되지는 않은 보이저 검증 시험 모형이 1976년 12월 3일 제트추진연구소의 우주 환경 모사 챔버에 놓여 있다. 오른쪽은 1977년 9월 5일 케이프커내버럴에서 발사되는 보이저 1호다. 사진: JPL/NASA ## 노년의 질환 세 가지 만성 문제가 보이저호를 서서히 죽음으로 몰아가고 있다. 첫째, 추진제를 탱크에서 우주선의 추력기로 밀어내는 실리콘 블래더에서 녹아 나온 잔여물이 연료관을 막고 있다. 추진제는 하이드라진이라는 액체다. 이는 우주선의 혈관이 콜레스테롤로 막히는 것과 같다. 보이저호의 추력기 가운데 너무 많은 수가 고장 나면 안테나를 지구 방향으로 유지할 수 없다. 통신이 끊기면 우주선을 잃게 된다. 실리콘이 쌓이는 속도를 늦추려고 최근 몇 년 동안 추력기 작동 횟수를 줄였다. 이제는 안테나가 지구 방향에서 더 많이 벗어나도록 내버려 뒀다가 다시 지구 쪽으로 미세 조정한다. 추진제가 흐르는 관로도 주기적으로 바꾼다. 두 번째 과제는 연료관을 충분히 따뜻하게 유지하는 일이다. 하이드라진이 얼면 추진제 관로가 막히고 추력기가 망가질 수도 있다. 우주선에는 이를 막는 히터가 달려 있지만, 작동하려면 전력이 필요하다. 바로 이것이 보이저호의 세 번째 만성 문제다. 우주선의 전력이 위험할 정도로 부족해지고 있다. 플루토늄 배터리, 즉 NASA가 방사성 동위원소 열전기 발전기(Radioisotope Thermoelectric Generator, R.T.G.)라고 부르는 장치는 플루토늄의 방사성 붕괴에서 나오는 열을 전기로 바꿔 보이저호에 공급한다. >  > > NASA의 ‘태양계의 눈(Eyes on the Solar System)’ 인터페이스를 이용해 1977년 임무 시작부터 현재 성간 공간의 위치까지 보이저 1호와 2호의 궤적을 보여 주는 애니메이션. 푸른 안개는 태양이 바깥으로 방출하는 하전 입자의 거품인 태양권의 가장자리를 나타낸다. 사진: NASA 태양계의 눈 R.T.G.는 처음에 보이저호 한 대당 약 470와트를 공급했다. 수십 년 동안 플루토늄이 붕괴하면서 전력이 줄자 탐사선의 과학 장비도 하나씩 꺼졌다. 현재 전력이 216와트까지 떨어진 보이저 2호에서는 장비 10개 가운데 3개만 데이터를 수집하고 있다. 전력이 조금 더 적은 보이저 1호에서는 단 두 개만 작동한다. 임무 팀은 전력 사용량을 줄일 방법을 검토했다. 예를 들어 보이저 1호의 디지털 테이프 기록기는 수십 년 전에 고장 났다. 하지만 근처의 추진제 관로를 우연히 따뜻하게 해주었기 때문에 엔지니어들은 계속 전원을 켜 두었다. 보이저호 설계자들은 기록기를 꺼야 할 경우에 대비해 그 주변을 따뜻하게 유지할 히터를 설치했다. 그렇다면 고장 난 테이프 기록기를 끄고 전력을 덜 쓰는 히터를 켜면 되지 않을까? 그러나 위험이 따랐다. 테이프 기록기는 한 번도 꺼진 적이 없고 히터는 한 번도 켠 적이 없었다. 더 중요한 문제는 히터가 테이프 기록기보다 열을 적게 낸다는 점이었다. 분석 결과, 추력기 하나가 하이드라진이 흐르기에는 지나치게 차가워질 수 있었다. 바다루딘은 “우리에게 실질적인 도움이 되지 않을 것”이라고 말했다. ## 빅뱅 구상하기 보이저 팀은 필요에 따라 훨씬 더 야심 찬 방안을 검토해야 했다. 엔지니어 데이비드 워너는 일부만 변경해서는 실패할 것이라고 판단했다. 대신 여러 변경 사항을 한꺼번에 적용하면 열과 전력 수요의 균형을 유지하면서 우주선의 전력 소비를 줄일 수 있다고 제안했다. 이 작업이 ‘빅뱅(Big Bang)’이 됐다. 9개월 동안 분석한 끝에 보이저 엔지니어들은 계획이 성공할 수 있다고 확신했다. 잠재적인 위험보다 이점이 크다고 판단한 것이다. 임무 보증 관리자인 브루스 왜고너는 “보이저는 기본적으로 후회가 가장 적을 길을 택하는 임무”라고 말했다. “완전히 옳은 답은 없다.” 이들은 전력 사정이 더 나은 보이저 2호부터 작업했다. 우주선을 잃을 위험을 최소화하기 위해 작업은 세 단계로 진행됐다. 2010년부터 보이저 프로젝트 관리자를 맡아 온 수잰 도드는 “언제나 일이 제대로 풀리지 않을 수 있다는 걱정이 있다”고 말했다. >  > > 왼쪽의 임무 관리자 카림 바다루딘은 프로젝트 관리자 수잰 도드가 노후한 보이저 우주선의 고장이 더 잦아질 것으로 판단해 추가 지원이 필요하다고 깨달은 뒤 팀에 합류했다. 사진: 아리아나 드레슬러·뉴욕 타임스 먼저 지난 5월 우주선에 40분 동안 새로운 구성으로 전환하라는 명령을 보냈다. 한 번도 켠 적 없는 테이프 기록기 근처의 히터와 같은 시스템이 실제로 작동하는지 확인하기 위해서였다. 한 달 뒤 보이저 2호는 새로운 구성을 6시간 동안 유지하며 온도 예측이 정확한지 점검했다. 마지막으로 지난달 이 변경 사항을 영구 적용했다. 두 우주선의 발사 50주년은 1년여 앞으로 다가왔다. 도드는 “둘 다 그때까지는 버틸 것이라고 상당히 확신한다”고 말했다. 그러나 장담할 수는 없다. 갈수록 쇠약해지는 보이저호 가운데 한 대에서 핵심 시스템이 갑자기 고장 나더라도 놀랄 일은 아니다. 4년 전 보이저 1호가 과학 데이터와 원격 측정 정보 대신 해독할 수 없는 신호를 지구로 보내기 시작했을 때도 그런 일이 일어났다. 우주선은 사실상 말을 잃어 엔지니어들에게 무엇이 잘못됐는지 알려줄 수 없었다. 엔지니어 선 마쓰모토는 “그저 감으로 시도할 수밖에 없었다”고 말했다. “아무 단서도 없었다.” 문제의 원인은 결국 고장 난 메모리 칩으로 밝혀졌다. 엔지니어들은 마침내 이를 우회할 방법을 찾아냈지만, 보이저 1호는 [거의 1년 동안 작동 불능 상태에 빠졌다](https://www.nytimes.com/2024/06/15/science/space/nasa-voyager-one-fixed.html). >  > > 보이저 1호는 지구에서 17광년 이상 떨어진 별 글리제 445를 향하고 있다. 약 4만 년 뒤 보이저 1호는 붉은 원으로 표시된 이 별에서 1.7광년 떨어진 지점을 지나갈 예정이다. 사진: NASA ## ‘그때 그 자리에 있고 싶다(I want to be there)’ 보이저호는 행성들을 지나갈 때처럼 화려한 사진을 더는 찍지 않는다. 마지막으로 촬영한 이미지는 보이저 1호가 1990년에 찍은 태양계의 [‘가족사진(Family Portrait)’](https://www.nytimes.com/1990/06/07/us/from-voyager-1-a-space-snapshot-of-6-planets.html)이었다. 하지만 탐사선들은 여전히 미지의 성간 공간에서 발견을 이어 가고 있다. 2020년 중반 보이저 1호는 자신이 지나던 성간 공간에서 자기장이 크게 변하고, 주변의 하전 입자로 이루어진 플라스마 밀도도 크게 달라졌음을 관측했다. 이 변화는 지금까지 이어지고 있다. 랭킨 박사는 “왜 그런지는 모른다”며 “정말 이상한 현상”이라고 말했다. 탐사 기간이 늘어나면 이런 수수께끼 가운데 하나를 푸는 데 도움이 될 수 있다. 엔지니어와 과학자들은 빅뱅으로 확보한 전력을 바탕으로 현재 꺼져 있는 과학 장비 일부를 다시 켜는 방안을 검토하고 있다. 잠시라도 추가 정보를 수집하기 위해서다. 그러나 이 역시 그들이 하는 모든 일과 마찬가지로 우주선을 위험에 빠뜨릴 수 있다. 한 가지 방안은 발사 50주년이 지날 때까지 기다리는 것이다. 스필커 박사는 “아직 결정하지 못했다”며 “임무를 잃을 수도 있다”고 말했다. >  > >  > > 1985년에 처음 보이저 임무에 합류한 마쓰모토는 우주선이 실행할 명령을 작성한다. 프로젝트 과학자인 린다 스필커는 대학을 졸업한 뒤 첫 직장으로 보이저 임무에 참여했으며, 보이저호 발사 당시부터 팀에 몸담았다. 사진: 아리아나 드레슬러·뉴욕 타임스 스필커 박사는 대학을 졸업한 뒤 첫 직장으로 이 임무에 참여했고, 보이저호가 발사될 당시에도 팀원이었다. 이후 13년 동안 토성 궤도를 돈 NASA의 카시니 임무로 옮겼다가 보이저로 돌아왔다. 발사 50주년 이후에는 무엇을 할 것이냐는 질문에 그는 아직 결정하지 못했다고 답했다. “사랑스러운 손주가 10명쯤 있고, 좋아하는 일도 있으며 여행도 하고 싶다”고 말했다. 그는 이미 근무 시간을 시간제로 줄였다. 덕분에 연간 500만 달러의 예산 안에서 보이저호를 계속 운용할 수 있다. 다른 여러 NASA 임무와 비교하면 턱없이 적은 예산이다. 다음 날 스필커 박사는 그 질문에 당황했었다고 이메일로 덧붙였다. 그는 “하룻밤 동안 곰곰이 생각해 보니 보이저호가 하나씩 침묵하고, 팀이 작별 인사를 나누는 순간 그 자리에 있고 싶다는 사실을 깨달았다”고 썼다. “보이저의 과학적 발견을 따라가는 일은 제 JPL 경력 내내 삶의 일부였다. 그들의 마지막 순간이 오기 전에 떠난다면 행복하지 않을 것이다.” >  > > NASA 제트추진연구소에 있는 보이저 우주선의 실물 크기 모형. 사진: 아리아나 드레슬러·뉴욕 타임스 [케네스 창](https://www.nytimes.com/by/kenneth-chang)은 뉴욕 타임스 과학 기자로, NASA와 태양계뿐 아니라 지구와 더 가까운 곳에서 이뤄지는 연구도 취재한다.