By RAMIN SKIBBA, WIRED US

2023년 7월 21일(현지 시각), 수잔 도드(Suzanne Dodd)가 이끄는 팀이 보야저 2(Voyager 2) 우주 탐사선에 일상 명령을 전송하자 예상치 못한 일이 발생했다. 우연히 보야저 2의 안테나가 지구에서 조금 더 먼 방향을 가리키도록 잘못된 신호를 보냈다. 다음에 데이터를 받을 것을 기대했으나 어떠한 데이터도 받지 못했다. 사소한 오류 때문에 전 세계 인류가 지구에서 약 124억 마일 떨어진 곳을 이동하는 인기 우주 탐사선인 보야저 2를 잃을 뻔했다.

당시 발생한 일을 다음과 같이 설명한다. 미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소 내 도드가 이끄는 팀이 우연히 명령 오류를 감지하고는 수정했다. 그러나 이후 실수로 결함이 있는 명령을 보냈다. 보야저 탐사 미션 프로젝트 관리자인 도드는 “끔찍한 일이었다. 순간 겁을 먹었다. 명령 신호 각도가 정확히 데이터를 보내고자 하는 지점에서 2도 벗어났다. 데이터 전송 지점 각도를 정확히 맞추는 일은 중요한 일이다”라고 말했다.

이후 도드의 팀은 한 가지 해결책을 채택했다. 보야저 2의 방향으로 명령을 외치고, 안테나 각도를 지구와 가까운 쪽으로 변경하도록 명령했다. 신호가 강력하다면, 보야저 2는 안테나에 이상이 있어도 명령 데이터를 받을 수 있다.

8월 2일(현지 시각), 도드 팀은 호주 캔버라 통신 센터에서 최대한 가능한 범위에서 70m, 100kW S밴드 전송기를 이용해 고성능 신호를 보냈다. 통신 센터는 제트추진연구소가 관리하는 거대한 안테나의 국제 시스템인 NASA 심우주네트워크(Deep Space Network)의 일부 영역을 차지한다. (보야저 2는 궤도 때문에 남반구에 설치한 망원경만으로 통신이 가능하다.)

성공 가능성은 보장할 수 없는 상황이었으며, 오류 수정 해결책의 효과를 확인하려면 37시간을 기다려야 했다. 신호를 보야저 2에 고정하고는 운이 좋은 상황이라면, 보야저 2가 전송한 신호를 다시 고정하기 충분한 시간이었다.
 
도드 팀은 신호 오류 수정 결과를 확인할 때까지 한시도 눈을 붙이지 못했다. 이후 오류 수정 효과가 있다는 사실을 확인한 덕분에 한숨 돌릴 수 있었다. 태평양 시각 기준 8월 3일 오후 9시 30분, 통신이 복구됐다. 제트추진연구소 소속 보야저 프로젝트 과학자인 린다 스필커(Linda Spilker)는 “오류 수정 확인 후 수정 효과가 있다는 사실에 놀랐다. 문제가 정상화되었다고 생각했다”라고 말했다.

오류 수정 신호를 다시 보낸 시도가 실패했다면, 보야저 2에 탑재된 소프트웨어 결함 보호 일상 작업이라는 단 한 가지 옵션을 택할 수밖에 없었을 것이다. 여러 가지 실패-안전 작업 모두 보야저 2에서 임무 수행 과정을 방해할 상황을 다루기 위해 자동으로 실행되도록 설계됐다. 다음 단계는 2023년 10월 중순께 시작될 예정이다. 이때도 별 탈 없이 수정 작업이 성공한다면, 올바른 방향 지시 명령을 생성하여 안테나 방향을 올바른 방향으로 변경할 수 있을 것이다.

보야저 2는 1970년대 말부터 비행을 시작해, 2주 만에 지구를 46바퀴 돈다. 스필커가 언급한 바와 같이 보야저 2가 지구를 도는 2주간 과학 데이터를 전혀 없을 수 없다. 도드 팀이 보야저 2와 통신하지 않는 기간은 최장 2주이다. 2010년대, 연구팀은 태양풍과 성간매질의 경계인 태양권계면을 교차했다. 이후 보야저 2는 입자 보호 거품과 태양이 생성하는 자기장인 태양권 가장자리에서 데이터를 수집해왔다. 자기장은 성간매질과 상호작용하지만, 그 방법은 정확히 밝혀지지 않았다.

지금도 2주 간 보야저 2와의 소통이 없는 상황은 도드 팀의 과학 연구에 지장을 주지 않는다. 제트추진연구소 대변인 칼라 코필드(Calla Cofield)는 와이어드에 보낸 메일을 통해 “보야저 2 프로젝트로 수집하는 과학 데이터는 꾸준한 관찰이 필요한 데이터가 아니다. 연구팀은 장거리에 걸쳐 보야저 2의 탐사 영역을 연구한다. 따라서 몇 주간 보야저 2의 데이터를 받지 못한다고 해서 연구에 차질이 생기는 것은 아니다”라고 설명했다.

NASA 팀이 간신히 보야저 2의 통신 오류를 복구했으나 또 우려해야 할 부분이 있다. 보야저 2는 전성기를 넘어서 오래되었으며, 성능이 쇠퇴한 탓에 연구팀의 과학 연구 장비를 추가로 실행할 수 있는 기간이 단 몇 년 남았다는 점이다.

보야저 2의 탐사 작업은 부패한 방사성 연료인 플루토늄-238(plutonium-238)의 열을 전기로 전환하는 방사성 동위원소 열전발전기(radioisotope thermoelectric generator)를 바탕으로 실행된다. (보야저 2와 같이 장거리를 이동하는 탐사선은 보통 태양이 아닌 태양과 먼 곳에서는 실행되지 않는 원자력을 바탕으로 가동하도록 설계됐다.) 그러나 연료 원천은 오랜 시간이 지나면서 부패했다. 보야저 2 프로젝트팀은 원자력 보존을 위해 모든 과학 탐사 장비의 히터 가동을 중단했다. 히터 가동 중단 후에도 보야저 2의 장비는 모두 정상 작동했다. 앞으로 수년간 자력계와 플라즈마 웨이브 측량 장비(plasma wave surveyor), 하전 입자 탐지기 모두 자체적으로 가동을 중단할 것이다. 앞으로 몇 년간 추가로 보야저 2의 과학 연구를 진행하도록 확인하기 위함이다.

도드는 “보야저 2 프로젝트 일원 모두 보야저 2가 정상적으로 탐사를 이어가는 것을 열렬히 원한다. 이번 오류 때문에 인간의 실수가 되었든 보야저 2의 노후화, 고장이 되었든 언제든지 보야저 2의 임무가 종료될 수 있다는 사실을 깨닫게 되었다. 이번 실수는 보야저 2를 귀중하게 여기는 계기가 됐다”라고 말했다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
How NASA Nearly Lost the Voyager 2 Spacecraft Forever