매리너 4호 — 화성의 첫 근접 사진
1965년 7월 15일, 매리너 4호가 화성 곁을 지나며 찍은 흐릿한 사진 스무 장 남짓이 처음으로 화성의 가까운 모습을 보여 주었습니다. 사진 속 화성은 운하도 문명도 없는, 크레이터가 많은 메마른 세계였습니다.
볼 수 있는 뷰: 공전뷰 ✓ · 별자리뷰 — (하늘에서 볼 수 없는 이벤트)
이 이벤트 이야기
1964년 11월 28일 발사된 미국의 매리너 4호는 약 7개월 반을 날아간 끝에, 1965년 7월 15일 화성 표면에서 약 9,846km 떨어진 곳을 지나갔습니다. 이때 매리너 4호는 화성 표면을 찍었습니다. 미국항공우주국(NASA)의 기록으로는 21장의 사진과 22번째 사진의 일부입니다. 다른 행성의 모습을 가까이에서 찍은 사진은 이것이 처음이었습니다.
사진을 지구로 보내는 일은 아주 느렸습니다. 사진은 먼저 탐사선 안의 자기 테이프에 저장되었고, 그 뒤 1초에 8.33비트라는 느린 속도로 조금씩 보내졌습니다. 그래서 사진 한 장을 받는 데 몇 시간씩 걸렸습니다. 지금의 휴대전화가 1초에 수백만 비트를 주고받는 것과 비교하면, 한 글자 한 글자를 손으로 옮겨 적는 것만큼 느린 셈입니다.
연구진은 첫 사진이 컴퓨터로 처리될 때까지 기다릴 수 없었습니다. 그래서 받아 온 숫자들을 종이에 인쇄해 띠 모양으로 자르고, 숫자마다 정한 색의 파스텔로 하나하나 칠했습니다. 숫자 색칠 놀이처럼 만들어진 이 그림은 우주에서 보내온 첫 디지털 영상을 사람이 손으로 그려 낸 것으로, 지금도 유명한 기록으로 남아 있습니다.
사진 속 화성은 많은 사람이 상상하던 모습과 전혀 달랐습니다. 운하도 도시도 보이지 않았고, 달처럼 크레이터가 가득한 메마른 땅이 펼쳐져 있었습니다. 공전뷰에서는 매리너 4호가 지구를 떠나 화성의 궤도 쪽으로 바깥으로 날아가 화성과 만나는 약 7개월 반의 항로가 재현됩니다.
임무의 목표
매리너 4호는 화성에 대한 사람들의 생각을 크게 바꾸었습니다. 망원경으로 보이던 줄무늬와 계절에 따라 변하는 무늬를 두고, 한때는 화성에 지적인 생명체가 만든 운하가 있다는 주장까지 있었습니다. 그러나 가까이에서 찍은 사진에는 달과 비슷한 크레이터 지형만 있었습니다. 이 사진 뒤로 화성은 한동안 ‘죽은 행성’으로 여겨졌습니다.
화성의 공기에 대해서도 중요한 사실을 알아냈습니다. 매리너 4호가 보낸 전파가 화성의 대기를 지나며 변하는 모습을 분석해 보니, 화성 표면의 공기 압력은 지구의 1%도 되지 않았습니다. 이렇게 공기가 얇으면 물이 액체 상태로 오래 머물기 어렵습니다. 또 화성에서는 지구처럼 뚜렷한 자기장도 발견되지 않았습니다.
이 발견은 뒷날 화성 착륙선을 설계하는 데도 영향을 주었습니다. 공기가 이렇게 얇으면 낙하산만으로는 착륙선의 속도를 충분히 줄일 수 없습니다. 그래서 1976년 바이킹 착륙선은 낙하산과 함께 아래쪽으로 불을 뿜는 역추진 로켓을 써서 내려앉았습니다. 이후의 화성 착륙선들도 낙하산 외에 다른 감속 장치를 함께 써 왔습니다.
임무 연대기와 배경
매리너 4호에게는 앞선 쌍둥이가 있었습니다. 1964년 11월 5일 발사된 매리너 3호는 탐사선을 감싼 덮개가 제대로 떨어져 나가지 않아 실패했습니다. 연구진은 약 3주 만에 덮개를 다시 설계했고, 매리너 4호는 화성으로 가기 좋은 시기가 끝나기 전에 발사될 수 있었습니다. 같은 시기 소련의 존드 2호도 화성으로 떠났지만 도중에 연락이 끊겼습니다.
화성 운하 이야기는 번역에서 생긴 오해로 시작되었습니다. 1877년 이탈리아의 천문학자 스키아파렐리는 화성에서 본 줄무늬를 ‘카날리(물길)’라고 적었는데, 이것이 영어에서 사람이 판 ‘운하’라는 뜻으로 옮겨졌습니다. 미국의 퍼시벌 로웰은 1895년부터 1908년까지 화성인이 운하를 만들었다고 주장하는 책을 세 권 펴냈고, 1898년 소설 『우주 전쟁』과 함께 이 생각은 대중 사이에 널리 퍼졌습니다.
매리너 4호의 사진은 화성 표면의 약 1%만 담았고, 그것도 우연히 크레이터가 많은 남반구 고지대였습니다. 그래서 ‘화성은 달처럼 죽은 세계’라는 인상이 남았습니다. 1971년 매리너 9호가 화성 궤도를 돌며 행성 전체를 찍고 나서야 거대한 화산과 협곡, 물이 흘렀던 것처럼 보이는 마른 강바닥이 드러났습니다. 작은 부분만 보고 전체를 판단하면 틀릴 수 있다는 좋은 예입니다.
이 탐사선의 다른 이정표
어디서 볼 수 있나 — 하늘과 시뮬레이터
매리너 4호는 1967년 12월에 연락이 끊겼고, 지금은 태양 둘레를 돌고 있을 것으로 보이지만 지상에서 볼 수는 없습니다. 대신 공전뷰의 재생을 쓰면 1964년 11월 발사에서 1965년 7월 15일 화성 곁을 지나기까지의 항로를 따라갈 수 있습니다. 화성에 가장 가까워지는 순간에는 재생 속도가 느려집니다.
화성은 약 2년 2개월마다 지구와 가장 가까워지는 때를 맞습니다. 이때 화성은 해가 진 뒤 떠올라 밤새 보이는 밝고 붉은 별처럼 빛납니다. 별자리뷰에서 화성을 고르면 지금 내가 있는 곳에서 화성이 뜨는 시각과 높이, 방향이 계산됩니다. 시각을 1965년 7월로 옮기면 매리너 4호가 지나가던 무렵 화성이 하늘의 어디에 있었는지가 재현됩니다.
매리너 4호가 찍은 사진은 NASA의 자료실에 공개되어 있습니다. 손으로 칠한 첫 그림과 이 흐릿한 사진들을, 오늘날 화성 궤도선과 탐사 로버가 보내오는 선명한 사진과 나란히 놓고 보면 60년 사이에 화성 사진이 얼마나 달라졌는지 한눈에 알 수 있습니다. 한 장에 몇 시간씩 걸리던 사진이 지금은 훨씬 선명하고 빠르게 도착합니다.
이 대목을 화면에서 확인하려면 — 공전 궤도에서 그 순간 재생
자주 묻는 질문
사진은 몇 장이었나요?
NASA의 기록으로는 21장과 22번째 사진의 일부입니다. 자료마다 세는 방법이 조금 다릅니다. 사진 한 장을 보내는 데 몇 시간씩 걸렸습니다.
얼마나 가까이 지나갔나요?
1965년 7월 15일, 화성 표면에서 약 9,846km 떨어진 곳을 지나갔습니다.
무엇을 알아냈나요?
크레이터가 많은 지형, 지구의 1%도 안 되는 얇은 공기, 뚜렷한 자기장이 없다는 것을 알아냈습니다. 운하나 문명의 흔적은 없었습니다.
손으로 칠한 그림은 무엇인가요?
첫 사진이 컴퓨터로 처리되기 전에, 연구진이 받아 온 숫자를 종이에 인쇄해 파스텔로 하나하나 칠해 만든 화성 그림입니다.
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시각·수치는 근사이며 관측 계획엔 공식 자료를 확인하세요. 시뮬레이션은 J2000 평균 궤도요소 기반입니다.