우주탐사

지구와 달, 행성, 태양, 다른 별, 은하에 대한 호기심에서 시작된 인류의 활동으로 우주선은 우주에 대한 귀중한 정보를 모으고자 지구를 떠나는 모험을 한다. 인간은 달을 방문한 적이 있고, 오랫동안 우주 정거장에서 지내기도 했다. 우주탐사는 지구를 우주의 다른 부분과 맺고 있는 관계 속에서 이해할 수 있도록 해준다. 이러한 탐사로 태양, 행성, 별이 어떻게 형성되었으며, 지구 밖에 생물체가 존재하는가 하는 문제를 밝힐 수 있을 것이다. 우주시대의 초기에는 우주공간에서 거둔 성공이 과학과 공학, 국방의 측면에서 어떤 국가의 지도력을 판단하는 기준이 되었다. 미국과 옛 소련은 냉전이라고 하는 아주 심한 경쟁관계에 있었다. 그 결과 두나라는 서로 경쟁적으로 우주개발 경쟁을 벌였다. 1960년대와 1970년대의 이 우주개발 경쟁은 두 국가가 탐사를 위해 엄청난 노력을 하도록 몰아갔다. 그러나 이런 경쟁은 과학을 넘어서 과시하려는 측면이 강조되는 경우도 많았다. 우주경쟁은 1970년대 말에야 끝이 났다. 비로소 미국과 옛 소련이 우주에서 독자적인 목적을 추구하기 시작한 것이다. 오늘날의 우주계획은 안정적인 추진 속도와 국제적 협력이라는 특징을 갖는다. 우주개발계획에 있어 주요한 쟁점은 유인탐사와 무인탐사의 적절한 균형이다. 몇몇 전문가들은 무인탐사선이 유인탐사선보다 값싸고 안전하며 빠르다는 이유로 무인탐사선을 조아한다. 또한, 인산이 시도할 수 없는 위험한 여행을 무인탐사선이 대신 할 수 있다는 점도 장점으로 여긴다. 반면에, 무인참사선은 대부분 예상하지 못했던 일이 생길 경우 해결할 수강 없다는 단점이 있다. 우주공간은 거의 진공상태이며, 우주에 있는 모든 물체는 그 안에서 움직이고 있다. 행성과 별은 물론, 몇 십억 개의 별이 모인 은하조차 한없이 넓은 우주와 비교하면 작은 점에 지나지 않는다.

지구는 공기로 둘러싸여 있으며, 공기는 지구의 대기권을 이룬다. 지구 표면에서 거리가 멀어질수록 공기는 적어진다. 대기권과 대기권 밖에 있는 우주공간 사이에는 명확한 경계가 없으나, 전문가들은 대부분 우주공간이 지상 95km에서 시작한다고 본다. 대기권 밖에 있는 공간에는 공기 입자뿐만 아니라, 우주티끌과 금속이나 암석으로 된 덩어리인 유성체가 포함되어 있다. 또한, 여러 가지 방사선이 자유롭게 흐르고 있다. 지금까지 인류는 이러한 우주공간으로 많은 인공위성을 발사했다. 지구의 자기장은 대기권 밖의 먼 곳까지 영향을 미친다. 지구의 자기장은 전기적으로 대전된 입자를 대기권 밖 공간에 잡아두어 밴앨런대라는 복사대를 형성하고 있다. 지구의 자기장이 대전 입자의 운동을 조절하고 있는 우주 영역을 자기권이라고 한다. 자기권의 모양은 물방울 모양을 하고 있는데 뾰족한 끝은 태양 반대쪽으로 뻗어있다. 이 영역을 넘어선 곳에서는 태양의 자기장이 지구의 자기장을 암도한다. 그러나 이러한 먼 거리라고 해도 지구 중력의 영향을 벗어나는 것은 아니다. 지구에서 160만 km 이내의 거리에서는, 지구의 중력 때문에 인공위성이 우주공간으로 달아나지 못하고 지구의 주위를 돌고 있다. 행성간 공간이라고 하는 행성사이의 우주공간은 태양의 중력이 이 영역에 있는 행성의 운동을 조절하므로, 행성은 태양의 주위를 퀘도를 그리며 돈다. 행성간 공간에서 운동하는 천체는 서로 멀리 떨어져 있다. 예를 들어 지구는 태양에서 약 1억 5000만 km 떨어진 거리에서 공전하고 있고, 금성은 태양에서 1억 1000만 km 떨어진 궤도에서 공전한다. 금성은 지구, 태양과 일직선을 이룰 때 지구에 가장 가까운데, 이때 지구에서 거리는 4000만 km가 된다. 하지만 이거리는 지구에서 달까지 거리의 100배나 된다. 항성간 공간이라고 하는 항성사이의 우주공간은 이 영역에서 거리는 너무 커서 킬로미터로 나타내지 않고, 광년이라는 단위로 나타낸다. 예를 들어 태양에서 가장 가까이 있는 별은 센터우루스자리의 프록시마로, 4.3광년 거리에 있다. 1광년은 9조 4600억 km와 같은데, 빛이 29만 9792km/s의 속력으로 1년 동안 이동한 거리를 말한다. 항성 사이에는 여러 종류의 기체, 아주 차가운 티끌로 이루어진 희박한 성운, 항성계에서 탈출한 혜성이 떠다니고 있다. 또한, 항성간 공간에는 아직 발견되지 않은 많은 천체가 있다.

1986년에 우주왕복선 챌린저호가 폭발하고, 1993년 허블우주망원경이 반사경 때문에 문제를 일으키자 일부 사람들은 ‘우주탐사는 끝났다’라고 예언했다. 그리고 1989년에 소련의 몰락으로 냉전 체제가 끝나자, 많은 사람들이 옛날처럼 많은 돈을 우주개발에 쏟아 부을 필요가 없다고 생각했다. 그럼에도 불구하고 우주개발 경쟁에서 새롭게 개발된 기술은 우리 생활에 편리한 물건을 내놓기 시작했다. 가볍지만 강한 재료와 수진 정화 방법의 개발이 우주 연구의 결과로 직접 보게 된 혜택이었다. 또한 지구에서 이용되는 원거리 통신은 지구 둘레를 선회하는 인공위성 덕분에 가능하다. 내브스타는 배와 비행기의 위치를 알려주는 항법위성이다. 군사위성은 조기 경보 체계에, 기상위성은 정확한 일기예보에, 자원탐사위성은 숨어 있는 자원을 탐사하는 일에 쓰인다.

최초의 우주인은 1961년 4월 12일에 소련은 무게가 5톤인 우주선 보스토크 1호를 발사했다. 보스토크 1호는 우주비행사 유리가가린이 탄 유인 우주선이었다. 그는 지구둘레를 완전히 한 바퀴 돌았으며, 가장 높이 올라간 지점은 고도 327km였다. 그는 우주에서 1시간 29분 동안 머문뒤, 지구로 무사히 귀환했다. 가가린은 온 국민의 영웅으로 칭송받았다.