쓰다유이치
저자:쓰다유이치
일본우주항공연구개발기구JAXA우주비상공학연구계열교수.도쿄대학교항공우주공학과를졸업하고동대학대학원에서박사과정을수료했다.우주공학,우주항공역학,태양계탐사가전문분야다.2015년하야부사2팀운영을맡아서른아홉살에사상최연소우주탐사프로젝트매니저가되었다.
역자:서영찬
부산에서나고자랐다.서울대학교언어학과를졸업하고,경향신문사에편집기자로입사해사회부장,편집부장을거쳤다.말과사물,그리고사람과사건의이면에관심이많다.읽고쓰는일이재미있는활자중독자다.영어와일어번역가로활동하고있고,번역한책으로는『어느인문학자의걷기예찬』이있다.
추천의글005
프롤로그010
제1장‘2호기’가태동하기까지
영화까지만들어진1호기022
변화하는하야부사후속미션024
왜소행성인가027
목표는C형소행성030
환상적인아이디어‘독립임팩터’032
세계의눈은소천체로035
삼고초려와지시하달038
제2장하야부사2계획세우기와설계
이렇게높은레벨의미션이가능할까044
비행계획세우기049
탐사선선체는어떤설계로이뤄졌나061
표본회수의핵심기술064
미션의재미를더한괴짜기술072
모든이의꿈을싣다082
국경을뛰어넘은팀구성085
제3장고군분투개발에서발사까지
이례적인것이넘쳐난개발과정090
프로젝트체제의변화093
씨뿌리기와물주기096
악전고투한마지막조립공정100
2014년의터치다운103
다네가시마로가다106
하야부사2,우주로111
제4장류구를향한비행과운용훈련
순조로운출항그리고프로젝트매니저로임명118
류구를탓하지마라-새로운팀구성122
소행성이름을지어라127
지구스윙바이성공130
류구탐사작전을짜다137
모조품이실제모습을알아맞혔다―착륙지점선정훈련143
“너무심한거아냐?”라는말에째려본사람들―리얼타임운용훈련148
소행성도착157
제5장착륙앞으로―소행성근접운용/전반전
류구라는신세계166
“착륙가능한영역은하나도없습니다”170
착륙지점선정회의175
방침대전환,타깃마커를떨어뜨리자181
두로봇은씩씩하게사진을전송했다187
착륙목표지점에타깃마커를설치하라192
그럼에도착륙은불가능195
꼼수로광명을찾다199
그때의훈련이구세주가될줄이야202
인류의손이새로운별에닿다207
제6장50년에한번오는찬스를잡아라―소행성근접운용/후반전
새로운전투의서곡214
소행성에구멍을뚫어라220
샌드위치신세가되어226
왜두번째착륙에목맸는가231
마지막퍼즐하나가하늘에서떨어졌다236
태양계역사의부스러기를손에넣다241
쌍목걸이를걸다245
축제가끝나고250
제7장지구로의귀환
하야부사2는무엇이었나258
지구로의귀환,그리고2031년을향해266
개요그래픽―하야부사2소행성근접단계의계획과실적271
에필로그272
21세기소행성탐사와자원경쟁의시대,
하야부사경험을통해우주탐사의과학기술과우주자본선점을준비한다.
“하야부사1호기는별의부스러기인소행성의표본회수기술을시연했고,
하야부사2는기술을완성했다.”―황정아(現국회의원,前한국천문연구원책임연구원)
지난5월27일우리나라는한국판NASA(미국항공우주국)를표방하는우주항공청을개청했다.우주항공청은우주항공5대강국을목표로달?화성탐사등다양한우주탐사및관련산업창출에전력을다할예정이다.이로써우리나라도새로운‘우주전쟁’에본격적으로참전하게됐다.지금세계는우주탐사경쟁이한창이다.2023년10월,NASA와민간기업스페이스X는탐사선‘프시케(Psyche)’를펠컨헤비로켓에실어발사했다.화성과목성사이소행성대에서태양을돌고있는소행성‘16프시케(16Psyche)’를탐사하기위해서다.NASA와미국애리조나주립대학교연구진은철,니켈,코발트등각종금속광물로이루어진16프시케의경제적가치를1,000경달러로추정하고있다.미국뿐만아니라유럽,중국,러시아등세계주요국도탐사경쟁에뛰어드는추세다.냉전시대와달리우리시대에벌어지고있는새로운우주전쟁은‘우주자본’을선점하기위한시도가되었다.이제세계는우주행성을단순히기술경쟁의장이나인류의정착지가아닌새로운광물과신물질이가득찬무한한자원의원천으로바라보고있다.
인류의소행성탐사도전은프시케가처음이아니다.2016년발사된미국의오시리스-렉스(OSIRIS-REx)는소행성베누(101955Bennu)표본채취에성공한바있다.하지만그이전에달보다먼소행성에최초로착륙해표본을채취한탐사선은일본의하야부사1호기다.2003년발사된하야부사1호기는소행성‘이토카와(25143Itokawa)’착륙도중여러문제를일으키며파손됐다.극소량의행성물질을싣고7년만에극적으로지구로돌아왔지만무수한결함과실패를경험했다.하야부사2는그이후일본우주항공연구개발기구(JAXA)에서시도한두번째소행성탐사선이다.그리고2014년발사된하야부사2는하야부사1호기의경험을바탕으로제작되어세계를놀라게할만한완벽한성공을거둔다.
저자쓰다유이치는하야부사2프로젝트의중심에서팀을총괄하는프로젝트매니저로서11년간의경험을책으로풀어냈다.탐사선개발과정에서부터운용,팀관리까지모든것을경험한저자의글에는현장감이넘친다.직접개발과정에관여했던하야부사2의기술적도전들은일목요연하게설명된다.압축적으로구성한탐사선의위기와대처,성공적순간들은마치소설처럼생생하다.『하야부사』는탐사선이이뤄낸기술적성과만큼과학책의새로운형식적성취도이뤄낸책이다.무엇보다저자는하야부사2가수많은실패위에이루어진성과라는점을강조해의미를더한다.과학적설명과흥미진진한에피소드들은한개인그리고인류의도전이라는바탕위에쓰여,진전하는과학의본질과세계인의가슴에새긴희망을선명히되살리는데성공한다.
책에는하야부사2프로젝트의모든과정이고스란히담겨있다.특히일본이탐사를성공시키기위해전세계우주항공관련기구와진행한기술교환과협력의방식,지난사례를바탕삼아절차와비용을단순화하는과정,실패를두려워하기보다오히려실패에익숙해지고자하는과감한도전정신등은우주탐사실천의교본과도같다.정책목표설정과탐사기획단계에있는우리나라우주항공청도참조할만한정보들이상당하다.저자가말하듯이앞으로의우주과학은‘하야부사2기술을어떻게활용하는가에달려있’는지모른다.하야부사를모든탐사의정답으로삼을순없지만우주자본선점을위해우리가독파해야하는사례중하야부사2가빠질수는없을것이다.
매가사냥감을낚아채듯별의부스러기를움켜쥐다
초유의기록을이뤄낸하야부사2
2019년2월22일(일본시간,세계시2월21일)이른아침세계는놀라운소식을접한다.지구로부터3억킬로미터가량떨어진지름0.7킬로미터에불과한자그마한소행성류구(162173Ryugu).하야부사2가그곳에착지한후소행성의물질을채취하는데성공한것이다.일본의연구진은착륙과표본채취순간을터치다운에비유했다.과학사에한획을긋는탐사선의터치다운뉴스는일제히전세계언론에보도됐다.그리고몇달후성공한두번째터치다운까지하야부사2가착륙전후보여준기술적혁신은과학계에충격을안겨주었다.
하야부사2는소행성표본채취를위해착지순간5그램짜리탄탈럼제탄환을발사하는기술을사용했다.초속300미터로지표면에충격을가해파쇄된부스러기는탐사선의표본채취관으로빨려들어갔다.하야부사는일본어로하늘을나는‘매’를뜻하며,소행성류구는‘용궁’이라는뜻이다.마치매가용궁에사뿐히내려앉았다가먹이를낚아채듯탐사선은표본채취임무를성공적으로완수했다.하야부사2가시도한획기적인기술은이뿐만이아니다.첫번째터치다운으로지표면물질을채취한탐사선은두번째착륙을시도했다.스몰캐리온임팩터(SCI)라불리는충돌장치를최초로사용해소행성의표면을기폭하고인공충돌구를만들었다.폭발한지표면은울퉁불퉁했기때문에착륙의위험도컸다.하지만위험을무릅쓰고두번째터치다운을감행해,충돌구의지하물질을채취하는데도성공한다.하나의소행성에두번의착륙을성공시키고지하물질까지채취한일은과학사에전례가없는성과였다.
하야부사2는하야부사1호기경험을자양분삼아놀라운과학적성과를올렸다.연구진들은탐사로봇미네르바를우주미아로만들어버린분리타이밍조절실패,탄환발사의오작동,무리한착륙으로인한본체파손등과거의실패를반면교사삼았다.결과적으로하야부사2는공학기술관점에서다음의총7가지신기록을만들어냈다고평가받는다.①소형탐사로봇이소행성표면을이동하며조사②2개이상의탐사로봇을소행성위로투하하고전개③행성착륙정밀도60센티미터를실현④인공충돌구생성과그과정및전후를자세히관측⑤동일천체의두지점에착륙⑥지구권바깥에있는천체의지하물질에접근⑦소행성궤도를도는2개이상의가장작은인공위성의실현.
우주공학기술의최전선에서펼쳐지는과학블록버스터
“이책은태양계소행성탐사를꿈꾸는모든이들을위한가장완벽한안내서이며,
미지의세계를탐험하는인류의근원적호기심에과학·공학적으로최고의답변을
제공해준다.”―김명진(한국천문연구원우주위험감시센터책임연구원)
하야부사2가목표로삼은소행성류구는이른바C형소행성이다.C형소행성은탄소질소행성이라는뜻으로물과유기물질을함유한것으로추정된다.류구의흙을채취해지구로가져오는미션은태양계의생성역사혹은인류의기원규명에한발다가가려는시도였다.형성과정에서발생한충돌과고열로변형된수성,금성,화성과같은큰천체들보다소행성은46억년전태양계형성시의물질을그대로간직하고있을가능성이높기때문이다.하지만류구는지름이여의도보다작은별이다.지구와거리도3억킬로미터.지구에서쏘아올린탐사선이그런소행성에정확히도달하기란쉬운일이아니다.저자의비유에따르면도쿄스카이트리꼭대기에서후지산정상에사는물벼룩을식별하는추적력이있어야가능하다.이것을해낸것은델타도어(Delta-DifferentialOne-wayRanging)라는최첨단통신기술이다.델타도어뿐만아니라이온엔진,광학항법카메라(ONC-T,ONC-W1),탐사로봇등최신우주탐사기술이하야부사2에탑재됐다.이러한다양한기계및기술이활용되는과정을저자는알기쉽고흥미롭게설명한다.
스윙바이,궤도비행등우주탐사의기본원리들역시일반인의눈높이로기술되고있다.책을한번읽고나면자연스레우주탐사의전반적과정과우주과학지식이한겹두터워지는것을체감할수있을것이다.저자의친절한설명과현장묘사는읽는이로하여금하야부사2와우주를함께비행하는듯한느낌을들게한다.특히탐사선이소행성류구에도착한후전개되는운용과정은손에땀을쥐게한다.탐사선이하강도중돌연상승해버린다거나,탐사선카메라렌즈와레이저고도계(LRF)센서에흙이묻어착륙이곤란해지거나하는등난관을만났을때대응해나가는일촉즉발의장면들이눈에보일듯생생하다.실제돌발상황에대처했던과학자들의긴박한결정의순간들도고스란히되살려놓았다.극한의미션을수행하는탐사선의고군분투와더불어관제실과학자들의긴장,한숨,기쁨,환호등이롤러코스터타듯펼쳐져읽는이는깊이몰입하게된다.
‘어떤식으로실패를경험시킬것인가?’
성공의원동력은‘실패해도괜찮은시스템’
“탐사의전과정과과학자들의도전을생생히그려내우주탐사의현주소와열정을보여준다.
책을읽다보면소행성탐사가열어줄새로운우주탐사의지평에동참하게될것이다.
위대한발견의현장으로여러분을초대한다.”
―항성(과학전문유튜브〈안될과학〉과학커뮤니케이터)
2015년,서른아홉살에하야부사2의프로젝트매니저를맡으며최연소기록을갱신한저자의팀운영목표중하나는‘대담하게도전하는팀’이었다.그리고대담한도전을위해그가중시한것은‘어떤식으로실패를경험시킬것인가’다.실패를해야만무엇이필요한지필사적으로고민할수있고,그것이곧성장이라는것이다.하야부사2팀은실제로훈련과정을통해‘실패해도괜찮은시스템’만들기를실현한다.프로젝트매니저가모든것을결정하는기존의체계를때에따라현장담당자가결정할수있도록‘권한이양’하도록바꾸고,‘리오RIO훈련’을통해끝없는실패에도전했다.
리오훈련은하야부사2착륙을가상으로재현해각종문제에대처할수있도록관제실운용을실험하는모의훈련이었다.하야부사2팀은별도의‘출제팀’을구성해탐사선을위험에빠뜨리는문제상황을끊임없이만들어냈다.‘출제자’는‘탐사선고장내기,신호선을확뽑아통신두절초래하기,마음에안드는순간중요인물에게복통을안겨줘관제실밖으로내보내기등등’무작위로하야부사2를곤란에빠뜨리고운용팀은실험적대처를반복했다.1년반동안진행된이훈련에서가상의탐사선은무려21회의추락을겪는다.하지만저자는이때의경험이프로젝트성공에있어‘크나큰디딤돌’이되었다고회고한다.현실에서도돌발적인문제가발생했기때문이다.하야부사2팀은실제류구착륙시기계적오류에기발한대처법을활용해터치다운에성공했다.각종문제상황대처를통해익힌도전정신을바탕으로두번째터치다운도시도할수있었다.JAXA의반대에도감행한두번째착륙이아니었다면하야부사2는류구의지하물질을채취할수없었을것이다.
미션성공후‘탐사성과보다탐사과정을알리는데힘썼다’라고고백하는저자는과학기술에있어무엇보다‘미지에대한도전’이중요하다고말한다.그리고그과정에는긍정적인힘이있어야한다고강조한다.한번의잘못으로대형사고가일어날수있지만그럼에도‘미션을수행하는사람들이즐거워하지않으면좋은성과가나올리없다’라는것이다.하야부사2가이뤄낸기술들은이제더과감한우주탐사미션과도전으로발전해나가고있다.미지에대한열정과즐거움이아니라절망적상황에만집중한다면또다른하야부사는탄생할수없을것이다.저자가어린이들에게꼭전하고싶다는가치도이와마찬가지다.
“미래에희망은분명히있으며,어른이되는건즐거운일이라는점을어린이들에게알려줘야한다.지구가좁다는사실을어린이도아는시대다.그럼에도우리어른들은어린이들에게우주에는광활한도전무대가여전히많음을,우주미션을통해더욱더많이보여줘야한다.”