수성 탐사

수성은 지구로부터 상대적으로 가까운 거리에 있음에도 불구하고 탐사 횟수는 2021년까지 3회에 불과하다. 이는 지구에서 발사된 우주선은 지구의 공전 속도를 추가로 얻은 상태여서 내행성 쪽으로의 진입이 어렵고, 탐사선이 수성 근처로 다가갈수록 바로 인접해 있는 태양의 중력에 의해 우주선 자체의 속도가 빨라져 위치를 제어하기 어렵기 때문이다. 또한, 강한 태양복사 에너지는 우주선에 탑재된 장비가 정상적으로 작동하는 것을 어렵게 한다. 현재까지 진행된 수성 탐사 과정은 다음과 같다.

① 매리너 10호: 1973년 11월 3일 발사되었다. 미국에서 발사한 세계 최초의 수성 탐사선으로, ‘근접 통과’ 방식을 선택하였다. 수성의 크레이터, 자기장의 존재를 발견하고 수성 표면의 절반 정도를 촬영하고 표면 온도를 관측하였다. 매리너(Mariner)는 ‘선원 또는 항해자’라는 뜻으로 수성, 금성, 화성에 대한 탐사 계획이다. 금성을 이용한 중력도움 항법(gravity assist, 스윙바이)으로 자신의 궤도를 내행성 쪽으로 더 굽힐 수 있었는데, 중력도움 항법을 이용한 최초의 탐사선이자 여러 행성을 탐사한 최초의 탐사선이다. 수성에 대한 첫 번째 근접 통과 이후 태양 주위를 약 176일에 한 바퀴 도는 궤도 운동을 하도록 계획하였는데, 이것은 수성의 공전 주기인 88일의 2배이다. 즉 수성이 태양 주위를 2바퀴 돌면, 매리너 10호가 태양 주위를 1바퀴 돌아오며 수성을 만나 근접 촬영을 수행하였다. 1975년 3월 연락이 두절되기 전까지 수성에 총 3번 접근하였다.
② 메신저호: 2004년 8월 3일 발사되었다. 미국에서 발사한 두번째 수성 탐사선으로 매리너 10호와 달리 ‘궤도 선회’ 방식을 통해 수성을 공전하는 데 성공하며수성에 대한 지속적인 관측을 수행하였다. 탐사선 속도와 방향 수정을 위해 여러 차례의 스윙바이를 실시하여 궤도에 진입하는 데만 6년 반 이상이 걸렸다(2011년 3월 18일). 수성 대부분의 지형과 자기장∙화학 조성∙희박한 대기 등을 탐사하였고, 탄소 유기물∙얼음 등을 발견하였다. 2015년 임무가 종료되었다. 메신저(MESSENGER, MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging)는 ‘수성 표면, 우주환경, 지질 화학, 측정’의 약자이다.
③ 베피콜롬보: 2018년 10월 20일 발사되었다. 유럽우주국(ESA)과 일본(JAXA)이 공동으로 발사한 수성 탐사선으로, ‘궤도 선회’ 방식으로 수성을 탐사하며 2개의 관측 위성을 분리시켜 각각 지형과 자기장 측정 임무를 수행할 예정이다. 궤도 도착 예상 시기는 2025년이다. ‘베피콜롬보’는 매리너 10호가 금성을 이용한 중력도움 항법을 통해 수성에 주기적으로(3번) 접근하는 아이디어를 제시한 이탈리아 과학자의 이름이다.