지난해 사이언스 논문 "뒷면의 큰 충격으로 앞면 마그마 분출"

찬드라얀-3호가 달 남극 황의 존재 확인…달 표면 영상 50도

인도에서 쏘아올린 달 탐사선 '찬드라얀-3호'에서 내려진 착륙선 비크람과 탐사로버(차량) 프라그얀의 신호가 최근 끊겼다. 14일간의 혹독한 달의 밤을 견디지 못하고 얼어붙은 것으로 추정된다. 인도 우주연구기구(ISRO)는 14일간의 낮 동안 다시 접촉을 시도중이다.

밤이면 어김없이 뜨는 달 덕에 사람들은 달에 대해 잘 아는 것 같지만 밤과 낮이 각각 약 14일이나 지속되며 밤에는 달 온도가 영하 200도 넘게까지 떨어지는 혹독한 환경이라는 것을 잘 몰랐던 이들도 많다.

달은 얼마 동안이 하루일까. 하루란 태양이 하늘에서 같은 위치로 돌아오는 것을 말한다. 달의 하루는 약 29.5일이다. 낮과 밤이 각각 약 14일이면 약 28일(정확히는 27.3일)이 하루여야 할 것 같은데, 2.2일이 더 길다. 그 이유는 달이 지구를 공전하는 동안 지구도 태양을 공전하기 때문에 27.3일을 돌고 나면 제자리가 아니라 약간 위치가 달라져 더 돌아야 되기 때문이다. 달과 지구는 자전 주기는 똑같이 27.3일이다.

달이 지구에 보여주는 것은 늘 같은 면이다. 지구의 중력으로 인해 서로 마주보고 춤을 추듯이 움직이기에 달은 같은 면만 보여주게 된다. 이를 '조석 고정'이라고 부른다. 하지만 조석 고정 때문에 한 면만 보이면서도 달은 지구와의 거리가 가까워졌다 멀어지기를 반복하며 살랑살랑 흔들린다. 이를 '칭동'(秤動)이라고 부르는데 이 덕분에 지구는 달의 절반(50%)이 아닌 그보다 좀 더 많은 59%를 볼 수 있다. 

달의 앞면 말고 뒷면은 어떤 모양일까. 달의 앞면은 '고요의바다' '감로수의 바다' '비의 바다' 등 이름도 예쁜 달의 바다들(거뭇한 부분)과 많지 않은 크레이터들이 있는 반면 달위 뒷면은 셀수도 없이 많은 크레이터로 얼룩져 있다.

지난해 사이언스에 수록된 한 논문은 1998년 나사(NASA)의 달 궤도선 루나 프로스펙터가 보내온 달 표면 성분지도를 분석한 결과 재미있는 사실을 발견했다. 지도상 칼륨과, 지구에서 보기 드문 희귀 원소들이 밀집되어 있는 곳은 달의 앞면, 특히 달의 바다들이었다. 달의 바다는 달의 화산 활동의 결과로, 마그마가 덮여 매끈한 면이 된 것으로 추정됐다. 

반면 달의 뒷면은 아래쪽 일부를 제외하고는 그런 물질들이 없었다. 그 아래쪽 일부는 달의 남극 주변의 거대하고 둥근 분지 형태 지역이었다. 과학자들은 이곳이 42억~43억년 전 거대한 충돌이 일어났던 곳이라고 추정했다. 그리고 이 충돌의 여파로 반대편으로 달 내부 물질이 쏠리고 막대한 열이 발생하면서 반대편에 화산활동과 마그마 분출이 일어나 달의 바다가 형성됐다는 설명이다.

달로 가는 착륙선은 대개 달의 앞면으로 갔다. 뒷면으로 갔다가는 지구와의 교신이 힘들기 때문이다. 최근의 찬드라얀-3호도 달 앞면의 남극에 보낸 것이다. 그런데 중국은 2019년 달의 뒷면의 비밀을 파헤치기 위해 달의 뒤로 착륙선을 보냈다. 중국은 당시 오작교위성을 통해서 달 뒷면의 착륙선과 지구 사이의 신호를 중개했다. 

한편 찬드라얀-3호가 프라그얀에 실어보낸 레이저유도 플라즈마 분광분석(LIBS) 장비는 달 표면의 구성 물질을 분석했는데, 이번 탐사에서는 달 남극 표면의 황의 존재를 확인했다. 또 예상한 대로 산소와 알루미늄, 칼슘, 철, 크롬, 티타늄, 망간, 실리콘도 감지됐다.

또한 비크람에 탑재한 표면 열물리실험 기기는 달 남극 표토 온도를 측정했다. 달 표면은 과학자들 예상보다 더 따뜻한 영상 50도로 관측됐고 반면 달표면 아래 8㎝ 토양 온도는 영하 10도로 측정됐다.

찬드라얀-3호는 세계 최초로 달 남극에 지난 8월24일 도착했다. 비크람과 프라그얀은 일단 2주간의 임무를 마치고 수면모드로 들어갔다. ISRO는 그후 9월22일 저녁에 이 둘을 재가동시키려 했지만 신호가 잡히지 않았다. ISRO는 오는 6일까지 접촉 시도를 계속 하기로 했다.

기사제공=뉴스1(시애틀N 제휴사)