유럽 최초의 달 탐험 우주선이 프랑스령 가이아나에서 발사된지 14개월만에 달궤도에 도착해 그 주위를 선회하기 시작했습니다. 유럽 항공우주국 관리들은 16일 [스마트-1] 우주선이 예정대로 15일에 목표위치에 도달했다고 확인하고, 지질학적인 자료를 수집할 수 있는 저 궤도에 정착하려면 앞으로 몇주일이 더 걸릴 것이라고 말했습니다. 그러나 이 우주선의 주요 목표는 혁명적인 형태의 엔진을 시험하는 것입니다.

[스마트-1] 우주선은 제 1단계 임무를 완료하고 달까지 8천 4백만 킬로미터의 간접여행을 마친 새로운 엔진을 시험했습니다. 이 엔진은 속도와 시간을 희생하는 대신에 엄청난 양의 연료를 절약할 수 있도록 설계돼 있는데 이 기술은 신속한 결과를 기대하지 않는 경우 원거리 무인우주선에 아주 유용한 것으로 알려지고 있습니다.

이 우주선은 거의 40년 전에 방영된 공상과학 텔레비전 프로그램인 [스타 트렉]을 연상케 하는 이른바 이온 엔진으로 추진되는 가로 세로 높이가 각각 1미터 되는 정사각형 상자입니다. [스마트-1] 우주선은 연료로 수톤의 무거운 고체 질소와 산소를 싣는 대신에 보통 카메라 플래시 전구에 쓰이는 크세논 개스 약 82리터를 적재했을 뿐입니다.

유럽 항공우주국의 기오르지오 소카시아 추진부장은 [스마트-1]이 지금까지 겨우 이 연료를 50리터만 사용함으로써 연료 사용면에서 아주 효과적이라는 것이 입증됐다고 말합니다. 소카시아 부장은 “대충 계산해보면 크세논의 밀도를 고려할 때 1리터를 가지고 2백만 킬로미터를 비행했다는 얘기가 되며, 솔직히 말해 내 차에 이 연료를 쓰고 싶으며, 최종결과는 현재 우리가 달 궤도에 있다는 것”이라고 말합니다.

크세논 연료시스템의 작동원리는 이렇습니다. 태양에너지 패널을 통해 동력이 전달되면 전자총이 크세논에 충격을 가하게 되고, 크세논 원자에서 한 개의 전자가 떨어지게 됩니다. 이 가스는 음전기로 충전되지 않고 양전기로 충전돼 연료실 뒤에서 음전기로 충전된 전기판에 끌려가게 됩니다. 이 가스는 전기판에 부딪치면서 화염 대신에 연료실 뒤를 파란 빛으로 점화합니다. 뒤로 개스가 나오면서 연소 없이 우주선을 반대쪽으로 밀어내게 됩니다. 이때 밀어내는 압력은 미미하며, 종래의 로케트보다 만배 정도 적은데 손 위에 종이 한장을 올려놓는 정도의 무게입니다.

소카시오 부장은 무거운 연료 덩어리들을 싣지 않기 때문에 그만큼 화물을 더 실을 수 있다고 말합니다. 소카시오 부장은 “대충 얘기하면 질량 효율성에서 이온 엔진은 종래의 엔진보다 연료 소비면에서 5배 내지 10배 정도 더 경제적이라고 할 수 있으며, 이것은 기본적으로 앞으로 우주선에서 더 많은 과학용 화물을 실을 수 있다는 것을 의미한다”고 말합니다.

미국의 달탐험 우주선이 달에서 3일간 머문 것과는 대조적으로 14개월 비행한 [스마트-1] 우주선은 달의 중력이 그것을 잡을 때까지 매번 궤도를 확대하면서 지구를 331회나 선회했습니다. 그것은 우주 공간의 물체는 느리지 않지만, 속도를 점차 축적한다는 원리에 따라 그 길을 따라 속도를 늘렸습니다.

이온 엔진은 1998년에 발사된 미국의 [딥 스페이스-1] 우주선에서 처음으로 사용됐습니다. 이 우주선의 부관리인었던 마크 레이먼 씨는 이런 엔진의 효율성이 원거리 우주 탐험을 더욱 가능하게 만들어주고 있다고 말합니다.

레이먼 씨는 “이온 추진은 종전에는 지금까지 갈 수 없었던 태양계에 가고자 하는 곳은 어디든지 적용할 수 있게 해주었으며, 우리가 갖고 있는 기술들은 큰 비용을 들이지 않고 우주선을 발사하게 함으로써 우리가 계획하는 과학적인 문제에 대응하고 태양계의 더 많은 곳에 우주선을 보내 좀 더 구체적인 연구를 하는데 있어서 좀 더 신속해질 수 있다는 것을 의미한다”고 말합니다.

유럽의 [스마트-1]은 이제 제 2단계 임무에 돌입하고 있습니다. 이 우주선은 300미터에서 1만 킬로미터의 고도로 타원형을 이루면서 달의 극지 주변에서 4만 킬로미터 궤도 아래를 돌기 시작했습니다. 지난 1월부터 선회를 시작한 이 우주선은 있을지도 모를 얼음과 미래의 로보트와 인간의 기지가 가능한 위치 등을 찾으면서 달의 기원과 지질학적인 활동, 구성지도,에 관한 자료들을 수집하게 될 것입니다.