보이저 1호, 이틀간 교신 두절 후 복귀…NASA “이런 일은 처음”

1977년 발사된 NASA 탐사선 보이저 1호가 지난 18일과 19일 이틀 연속 심우주 통신망(DSN)의 신호에 응답하지 않았다. 20일 신호가 돌아왔고 이후 교신은 유지되고 있다. NASA가 29일(현지시간) 밝혔다.

NASA는 24시간 간격으로 예정된 두 차례 교신 시도에서 탐사선의 전파 신호를 포착하지 못했다. 이후 분석에서 추진기(thruster) 한 묶음이 꺼지고 예비 묶음이 켜진 것이 확인됐다. 탐사선의 자동 오류 대응 장치가 작동해 안전한 구성으로 전환하면서 평소 운영을 잠시 멈췄다. 근본 원인은 조사 중이다. 보이저 1호 미션 매니저 카림 바다루딘은 “탐사선이 이런 행동을 하는 것은 처음 본다”고 말했다.

160억 마일 밖, 질문과 답 사이 이틀

신호가 끊겼을 때 탐사선은 지구에서 약 160억 마일 떨어져 있었다. 11월 18일에는 160.9억 마일(약 258.9억km)에 이르러 빛으로 꼬박 하루 걸리는 거리가 된다. 명령을 보내고 답을 받기까지 이틀이 걸린다는 뜻이다. 보이저 프로젝트 매니저 수잰 도드는 “메시지를 보내고 집에 가서 이틀을 기다려야 답을 받는다”고 말했다. NASA는 그날 탐사선에서 달라지는 것은 없다고 밝혔다. 탐사선은 시속 약 3만 8천 마일로 날고 있다.

보이저 1호는 2012년 성간 공간에 진입했고, 2018년 쌍둥이 탐사선 보이저 2호가 뒤를 이었다. NASA는 두 탐사선이 태양권 밖에서 작동하는 유일한 우주선이라고 소개한다.

올해 벌어진 전력 문제

두 탐사선은 플루토늄이 붕괴하며 내는 열을 전기로 바꾸는 발전기로 움직인다. 이 발전기의 출력은 해마다 약 4와트씩 줄어든다. 발사 후 거의 50년이 지나 전력 여유는 “면도날처럼 얇다”고 NASA는 표현했다. 엔지니어들은 연료관이 얼 만큼 차가워지지 않는 선에서 히터와 장비를 하나씩 끄며 전력을 아껴 왔다.

올해 2월 27일 보이저 1호가 정기 자세 조정(롤 기동)을 하던 중 전력이 예상치 못하게 떨어졌다. 전력이 한 번 더 떨어지면 저전압 보호 장치가 부품을 자동으로 끄고, 그러면 길고 위험한 복구 작업이 필요해진다. 팀은 먼저 조치하기로 했다.

4월 17일 JPL 엔지니어들은 저에너지 하전입자 장비(LECP)를 껐다. 이 장비는 1977년 발사 이후 거의 쉬지 않고 작동하며 태양계와 은하에서 온 저에너지 이온, 전자, 우주선(cosmic ray)을 측정했고, 성간 물질의 압력 전선과 입자 밀도 변화 같은 구조를 밝히는 데 기여했다. 명령이 탐사선에 닿는 데만 약 23시간이 걸렸고, 장비 종료에는 3시간 15분이 들었다. 센서를 훑는 0.5와트짜리 작은 모터는 켜 둬 나중에 다시 가동할 가능성을 남겼다.

보이저는 각각 10개의 과학 장비를 갖고 출발했다. NASA에 따르면 4월 기준 보이저 1호에서 7개가 꺼졌고, LECP가 다음 순서였다. 보이저 2호의 LECP는 2025년 3월 꺼졌다. 보이저 1호에서 작동 중인 장비는 플라스마파와 자기장을 측정하는 두 가지다. 바다루딘 매니저는 4월에 “과학 장비를 끄는 것은 누구도 원하는 일이 아니지만 가장 나은 선택”이라며 “남은 장비는 어떤 인공 물체도 가보지 못한 우주 영역의 데이터를 계속 보내고 있다”고 말했다. 엔지니어들은 LECP 종료로 보이저 1호가 1년가량 더 운영될 수 있을 것으로 예상했다.

‘빅뱅’ 절전 작업

NASA는 4월 두 탐사선 모두에 쓸 큰 절전책을 마무리하고 있다고 밝혔다. 별명은 ’빅뱅’이다. 전력을 쓰는 장치 몇 개를 한꺼번에 끄고 일부 기능을 전력이 적게 드는 대체품으로 바꾸되, 탐사선이 따뜻함을 유지하며 데이터를 모을 수 있게 하는 것이다. 보이저 2호가 전력 여유가 더 있고 지구에 더 가까워 먼저 시험 대상이 됐다. 8월 4일 NASA는 보이저 2호의 작업이 성공해 전력이 확보됐다고 밝혔다. 이 작업이 없었다면 보이저 2호는 올해 안에 장비 하나를 더 꺼야 했고, 절감된 전력으로 남은 과학 장비 세 개를 적어도 1년 더 가동할 수 있다.

보이저 1호에서는 9월 초 장치 세 개를 끄고 전력이 덜 드는 대체품 세 개로 바꾸는 작업을 마쳤다. 열 분포를 유지하려면 교체를 모두 동시에 해야 했다. 이 작업이 없었다면 빠르면 2027년 여름에 보이저 1호의 장비 하나를 더 꺼야 했다. NASA는 4월에 작업이 성공하면 LECP를 다시 켤 수도 있다고 했지만, 이번 발표에서는 재가동 여부를 밝히지 않았다.

2023년 JPL의 린다 스필커 보이저 프로젝트 과학자는 “보이저가 보내오는 과학 데이터는 태양에서 멀어질수록 더 가치가 커진다”고 말한 바 있다. NASA는 이번 교신 두절과 절전 작업의 관계를 따로 언급하지 않았다.