금성 프로젝트 첫번째 다빈치 플러스

금성 프로젝트 첫번째 다빈치 플러스

표면온도가  450°C로 생명체가 존재할 가능성이 없는 금성은 1989년 마젤란 프로젝트를 끝으로 30년 이상 탐사계획을 수립하지 않았습니다. 2020년에 금성 대기에  포스핀이라는 물질의 발견으로 NASA를 비롯한 각국 우주국들은 금성에 대한 흥미를 다시 가지게 되었고, NASA는 2021년 6월에 2건의 금성 프로젝트를 발표하게 됩니다.  이중에서 금성의 심층대기를 조사할 DAVINCI+(다빈치 플러스)프로젝트를 간략하게 살펴보겠습니다. 

 

DAVINCI+ (다빈치 플러스)

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금성 표면 온도는 450°C이고, 표면 기압은 지구 대기압의 90배에 달합니다. 황산으로 가득한 금성 대기는 금성 대기권 진입을 어렵게 하는 요소입니다. 생명체가 존재하기 어려운 여건으로 그 동안 우주탐사계획에서 30년 이상 배제되었습니다. 

 

2021년 6월 금성에 대한 2건의 탐사 계획중 하나인 DAVINCI+(다빈치 플러스)가 승인되었습니다. 2029년 발사 예정입니다.

 

DAVINCI+는 Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gasses, Chemistry, and Imaging Plus의 약어로 금성 심층 대기의 비활성 기체, 화학, 이미지 그 이상 이라는 뜻으로 금성의 대기안의 비활성 기체와 화학 성분을 조사하여 금성 지질 역사에 대한 추정을 하고자 하는 것입니다.

금성 대기에 낙하중인 DAVINCI+ / 자료 = NASA

 

심층대기 조사를 하는 이유

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금성의 대기를 Deep Atmosphere라고 하는 이유는 밀도가 높고 두꺼우며 황산으로 이루어져 있어 뚫고 들어가기 어렵기 때문입니다. 금성 지표에서 약 50~80km 지점의 상층부에는 황산 구름이 존재 있습니다. 황산 구름을 수십 km나 뚫고 하강하면 대부분의 물질은 녹아 버립니다. 실제로 1982년 소비에트 연방 탐사선 Venera 13호가 금성 표면에 착륙한지 127분 만에 작동이 중단되었습니다.

 

DAVINCI+의 1차 목표는 금성 대기권이 화학적으로 어떻게 이루어졌는지를 분석하는 것 입니다. DAVINCI+는 대기를 뚫고 낙하산을 통해 하강하면서 실시간 정밀 분석하여 그 결과를 지구로 전송할 예정입니다.

 

DAVINCI+가 비활성 기체를 조사하는 이유는 비활성 기체의 특성상 오랜세월동안 안정적으로 보존되기 때문입니다. 비활성 기체란 헬륨, 네온, 아르곤 등 주기율표의 18족 원소를 말합니다. 비활성 기체는 전자가 8개로 꽉 차 있는 상태(헬륨 예외, 2개)로 안정적이며 다른 원소와 결합하거나 반응하지 않습니다. 서로간에도 결합이 약하여 녹는점과 끓는점이 낮습니다. 또, 비활성 기체 원소들은 액체 상태로 존재하는 범위가 10℃이내 입니다. 안정적인 특성으로 인해 매우 오래 전에 만들어진 비활성 기체라 하더라도 긴 세월 동안 보존됩니다.

 

대기 중 헬륨을 예를 들어 보면, 금성의 지질 역사에 대한 힌트를 얻을 수 있습니다. 헬륨은 크게 헬륨-3, 헬륨-4라는 동위원소가 있습니다. 헬륨-3은 행성 깊은 곳에서 나오지만, 헬륨-4는 지각 표면에서 발생하는 방사성 물질의 붕괴 과정에서 발생합니다. 둘 중에 중 어느 것이 금성 대기에 더 많이 존재하지를 분석하면 금성의 지각 활동의 역사를 추정할 수 있게 됩니다

 

또, 2020년에 금성 대기에서 phosphine(포스핀)이라는 물질이 발견됐다는 학계의 보고가 있었습니다. 포스핀은 목성의 초고압 환경을 제외하고서는 생물에 의해서만 생성된다고 알려져 있습니다.