지구와 달 사이에 레이저 광선을 쏘는 이유
과학자들은 지구에서 날아온 레이저 빔을 달 주위의 NASA 달 정찰 궤도 위 반사경에 보낸 후
처음으로 신호를 받았습니다.
이 성공적인 신호는 지난 10년 동안 여러 번의 시도 끝에 수신되었으며, 이 연구 결과는 우주 연구에 사용된
미래의 레이저 실험을 보완할 수 있을 것입니다. 프랑스 그라스의 한 레이저 스테이션은 약 24만 마일 떨어진
NASA 궤도 위성을 향해 레이저 빔을 보냈습니다. 보들은 종이책 소설 정도의 크기밖에 되지 않는 궤도 위의
반사경을 맞기 위해 그 거리를 이동해야 했습니다.
이 연구는 지난주 지구, 행성, 우주 학술지에 발표되었습니다.
이 궤도선은 2009년부터 달을 관측해 왔으며, 반사체는 아폴로 11호, 14호, 15호 착륙 당시 달 표면에 놓인
반사판입니다. 1970년과 1973년에 보내진 소련의 달 로봇 착륙선도 작은 반사체를 운반했습니다.
NASA에 따르면, 이 반사체들은 아폴로 시대의 마지막 작업 과학 실험입니다. 각각의 정사각형에는 거울처럼
작용하는 정육면체의 모서리에서 만들어진 정육면체들이 있는데, 이 정육면체들은 다방향으로 빛을 반사합니다.
그러나 달 표면에 있는 더 오래되고 큰 반사체는 그들이 예상했던 것의 10분의 1 정도만 되돌려 보내면서
약한 신호를 보내고 있습니다. 과학자들은 그것이 5개의 패널에 쌓인 먼지 때문일 것이라고 믿습니다.
미크로 메테오 리는 항상 달에 영향을 주어 먼지를 일으키며 다시 가라앉습니다. 먼지는 거울의 빛을
차단할 수 있을 뿐만 아니라 실제로 반사체를 과열시키는 단열층 역할을 합니다.
궤도에 있는 자연 그대로의 반사경의 신호 강도를 시험하는 것은 과학자들이 표면의 반사체에
무슨 일이 일어나고 있는지 알아내는 데 도움을 줄 수 있습니다.
지금까지, 그 과학 팀은 그것이 먼지인지 확실하지 않습니다. 그러나 이 성공적인 신호는 달의 반사체에서
일어나고 있는 일을 배우기 위한 시작입니다.
레이저가 달에 대해 우리에게 말해주는 것은 아폴로 시대부터 과학자들은 달 탐사 및 착륙을 위해 반사체를 사용해
우리의 달 동반자를 이해하고 있습니다. 단순히 반사체에 빛을 조준함으로써, 과학자들은 달에서
지구로 돌아오는데 빛이 얼마나 걸리는지 측정했습니다. 이것은 지구와 달이 실제로 서로 중력적으로
상호 작용하는 방식으로 인해 매년 약 1.5인치씩 시간이 지남에 따라 표류하고 있다는 것을 밝혀냈습니다.
미국 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주비행센터의 연구 저자이자 행성 과학자
에르완 마자리 코는 성명을 통해 '50년 동안 데이터를 수집해 왔으니 그렇지 않았다면 볼 수 없었을
트렌드를 볼 수 있을 것이다. 레이저 범위 과학은 긴 게임이다'라고 말했습니다.
과학자들은 또한 달이 자전할 때 미세하고, 숨길수 없는 흔들림을 발견했는데, 이것은 달이 유동적인
중심부를 가지고 있다는 것을 암시합니다. 하지만 그 액체 안에 고체 핵이 있을까? 과학자들은 아직 모릅니다.
달의 내부 구조를 연구하는 NASA 고다드 과학자인 비슈누 비스와나단은 성명에서 '달의 내부를 아는 것은
달의 진화를 수반하는 더 큰 암시를 갖고 있으며 달의 자기장의 시기와 어떻게 소멸되었는지 설명한다'라고 말했습니다.
아폴로 우주비행사들이 달에서 지구로 샘플을 되돌려 보냈을 때, 그들은 달에 수십억 년 전에 자기장이 있었다는 것을
밝혀냈는데 그것은 오늘날에는 존재하지 않습니다. 이것은 과학자들에게 흥미를 불러일으켰습니다. 그들은
애초에 달이 왜 생겼는지 알고 싶었기 때문입니다.
레이저 과학은 달에 고체인 핵이 있는지를 판단할 수 있어 자기장을 제공했을 수도 있습니다.
그러나 이를 위해서는 지구 상의 레이저 스테이션과 달 표면의 반사경 사이의 거리를 측정하기 위해 보다
정확한 레이저가 필요합니다.
'이 한 번의 측정의 정확도는 중력과 태양계의 진화에 대한 우리의 이해를 높일 가능성을 지니고 있습니다.'라고
이 우주선의 반사체 설계를 도왔던 고다드의 행성 과학자인 Xiaoli Sun은 성명에서
말했습니다.
달에서 반사체를 목표로 하는 것은 단순하게 들릴지 모르지만, 달이 궤도를 도는 동안
반사체를 특정 위치로 추적하는 것을 의미합니다.
레이저에서 광자라 불리는 입자들은 지구의 두꺼운 대기를 통해 달을 오갈 때 흩어질 수도 있습니다.
그래서 지구를 떠나는 10피트 넓이의 레이저 광선은 달에 도달하면 1마일 넓이가 될 수 있고,
지구로 되돌아갈수록 더욱 넓어질 수 있습니다. 이것은 레이저빔과 그것의 광자를 뻗어서 더 확산하게 합니다.
그래서 지구에서 발사된 광자가 반사경을 치고 돌아올 가능성은 믿을 수 없을 정도로 작습니다.
인공위성의 반사체가 달의 반사체보다 작고 달보다 훨씬 빠르게 움직이고 있다는 사실을 고려하면, 그것을
치고 신호를 다시 받을 가능성은 훨씬 더 작았습니다.
NASA 고다드 센터의 과학자들은 우니 베르시 테 다쥐르의 제오 아주르 팀의 프랑스 연구원들과 협력한 후 성공을
거두었습니다. 그들은 지구의 대기를 더 효율적으로 통과할 수 있는 적외선의 레이저를 보내기 위해 프랑스의
레이저 스테이션을 이용했습니다.
연구진은 2018년과 2019년 며칠 동안 인공위성에 보낸 수만 개의 광자 중 200개를 다시 받았습니다.
이 실험의 성공으로 달 위에 새로운 반사체가 놓이게 되고, 적외선 레이저를 장착한 설비가 개발되고, 달과
지구의 과거 신비를 더 정확하게 측정하게 될 수 있습니다.
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