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4/21/2012

호기심 만세~ !, Curiosity : Mars Science Laboratory, Launched in Nov 26 2011


어제 드디어 과학 탐사 로버인 큐리오서티를 실은 새턴 16호 로킷이 성공적으로 발사되어,
화성으로의 8개월 반여의 장도에 올랐습니다.

덩치가 대형 SUV 만 하고, 7개의 각종 첨단 카메라 및 로봇팔 그리고 자체 실험실 기능을 갖춘
살아 움직이는 명실 상부한 사이언스 실험실이 화성에서 활약을 하게 되는 것인데요,
이번 임무의 목적이 화성에서의 인간의 거주 가능성 인 만큼.
과학자 집단 뿐 아니라 언론과 일반인들의 관심이 매우 큰 것 같습니다.


전 이번 과학탐사 로버를 이루는 최첨단의 금속과 자재, 최고의 정밀도로 구현된 로봇 기능
그리고 정말 대단한 광학기능 과 네비게이션 광학 장치 및 화학 실험 장치들 보다도,
그 이름에 더한 기대를 갖습니다.


큐리오서티..Curiosity.. 호기심..


뭔가 실제 보다 더 크게 보이는 것을 좋아하는 대륙적 기질의 나라들에서나,
체면과 의례적인 것 그리고 별 것 없는데도 엄숙하고 장엄한 것을 추구하는 나라들에서는
도저히 나올 수 없는 매우 상쾌하고도 귀여운,그리고 순수한 이름인데요..


많이 과장되게 말하자면,
모름지기 인간은 저 호기심 하나로 이제 까지의 유구한 문화 발전과 과학 기술 발전을
이루어 오고 있지 않나.. 하는 생각이 듭니다.


특히 과학자들에게 있어, 호기심.. 지적 호기심.. 지적 탐구심이야 말로
제대로 된 과학적 업적을 낳는 유일 무이한 동기적 요소가 될 겁니다.


모르는 것을 어떻게든 알고 싶은 욕망.. 호기심..
대단하지요.. ㅎ





인간은 본능적으로 알고 싶어 한다.. Men want to know, by nature.. 
아리스토텔레스가 한 말인데, 전 이말을 참 좋아했었지요. 

그리고 적어도 제가 이제 껏 살아보니 그 말이 제게 잘 적용되었다 생각합니다.


호기심이여 영원하라..
Long live Curiosity.. 


 
Curiosity Mission Animation






4/16/2011

잠시 스케일을 생각해보니.. 맙소사.. , Runaway Star : 30 Dor #016



.. 와.. 멋지다..

짙은 초록 바탕에 상아색 구름에 연 분홍 갈기가 날리는 너무나 아름다운 작품인데..
미켈란젤로의 천지 창조의 어느 한 귀퉁이 부분이거나, 은하수를 배경으로 한 북극의 오로라 일지도..

그림 자체만을 보고 출처인 NASA를 생각하지 않고 떠올릴 수 있는 생각쯤 되겠다. 


Maurice Ravel.. Pavane for Dead Princess


* Image Credit: NASA, ESA, C. Evans (Royal Observatory Edinburgh), N. Walbom (STScI), and ESO

오늘 눈이 번쩍 띄는 NASA의 발표.. '도망치는 별'? ..  
하지만 뭐 얼마나 빨리 도망을 치겠냐구?
보통 우주에서 뭐가 움직일려면 보통 한 수백, 수천년 정도는 흘러야 될테니..
우리 허블 망원경으로 보일 정돈덴 뭐 그리 멀리 떨어져 있을까?
별이니 한 덩치할테지만.. 우리 태양 보다 얼마나 클려나?



허지만.. 태양보다 백배 더 큰 엄청난 크기의 별이
星雲 속에서 시속 이십오만 킬로미터의 속도로
자신이 위치해 있던 곳을 떠나 도망치고 있다니..!!

이정도의 속도라면 지구에서 달을 두시간만에 왕복할 수 있는 속도가 되겠는데,
엄청난 질량을 가진 별이 자신의 있던 곳에서 자기보다 훨씬 더 무겁고 큰 다른 자매 별들의 그룹에 의해
이러한 속도로 쫒겨나고 있는 상황은 지극히 극단적인 경우가 된다.

유명한 '大 마젤란' 성운 곁에서, 별들의 요람이라 불리며 별을 탄생시키는 성운인 30 도라두스,
거대한 독거미 '타란툴라' 라고도 불리는 이 30 Doradus 성운은 지구로 부터 십칠만 光年이나 떨어져 있다.

허블 망원경에 새롭게 장착된 COS (Cosmic Origin Spectrograph : 우주 기원 분광기) 및
기존 천제 망원경등의 관측을 통해 감질나게나마 분석된 단서들에 의하면
저 별은 자신의 원래 위치라고 여겨지는 곳에서 부터 375 광년 동안
지금의 자리로 날아온 것으로 분석되었는데, 이 별의 원래의 자리는 R136 이라 불리는
거대한 별들이 모여있는 클러스터가 되겠다.

어마 어마한 크기의 별.. 즉 거대한 핵 융합로가 로킷의 수십배의 속도로
빛이 375년이나 진행해야 하는 거리를 직선으로 날아가고 있다면
또 그러한 광경을 지금 바라보고 있다면.. 기분이 어떠할지..
  
어쨌거나,
거대 별들의 집단에서 떨어져 빠른 속도로 멀어지는 별에 대한 현상은
이러한 별들이 집단을 이룬 곳에서 발생할 수 있는 다이내믹스로 이론적 가설로서만 존재했으나
이번에 실제 프로세스가 최초로 관측된 것으로 학계의 비상한 관심을 모으고 있다. 


별들이 태어나는 별들의 요람으로 불리기도 하는 별들 사이의 저 구름은 ''분자 구름'이라 불리는데
주로 수소 분자인 H2를 형성하게 할 정도의 밀도를 가진 분자 구름 층을 말한다.
수소 분자는 적외선이나 라디오 주파수로는 관측이 어려워 일산화탄소의 존재 여부로
수소 분자의 존재 여부를 따지는데 이러한 분석은 성운에서의 일산화탄소와 수소 분자가 이루는
질량비가 일정하다는 가정하에서 그렇다.


그런데 여기서 정말 대단한 것은,
우주야 제 맘대로 내게 와닿기 조차 힘든 크기와 속도 그리고 수천, 수백만년
그리고 수십억년 동안 시공간에서 맘껏 부풀어 가며 노닐고 있는데
그 놀이 마당에 견주면 도데체 날카로운 바늘 끝으로 찍은 점보다도 작은 정도의 공간적 스케일과
빨리 뛰어봐야 그저 음속의 수십 배 정도의 로킷이 고작인 속도에,
100 여년 정도 살고 있으면, 정말 오래 살고 있다고 칭찬받는 정도의 life cylce 규모만을 가진
우리 인간이, 저러한 우주를 바라보면서 분석하며 다음을 예측한다는 사실이다.

스케일만의 문제로 생각해 본다면,
우주의 비해 너무나 보잘것 없는 삶을 살아가는 개개의 인간이지만
이제까지의 인간들이 쌓아온 과학과 기술 그리고 그 이론적 바탕은
우주를 적어도 제대로 바라볼 정도는 되어간다는 대단한 사실이 너무 기쁘다.

...

아래의 그림은 은 영국의 엑시터 대학의 천체 물리학부에서 제작한
분자 구름이 모여 Star Cluster를 형성되어가는 과정을 그린 시뮬레이션이다.

영국 천체물리학회의 유체분석용 수퍼 컴퓨터를 이용한 것 같은데
아름다운 음악이 함께 편집해 너무 좋다.

저러한 그래픽 시뮬레이션은 수퍼컴 정도나 풀 수 있는 지독하게 복잡한 수식을
시간상에서 풀어내면서 만들었을 것이다.




우리의 은하계를 형성하는 수 많은 별 중에 가장 큰 별인 VV Cephei는 태양보다 1,900 배나 더 큰데
은하계의 크기를 보여주는 마지막 그림에서 VV Cephei는
화면상 한점(a pixel)의 고작 백칠십만 분의 일 정도의 크기밖에는 안된다.
그런데 우리의 전체 우주에는 이러한 은하계가 400 Billion 개.. 즉 사천억개가 존재한다.

자 그럼 이러한 스케일의 우주를 우리 머리에 그려 본다는 것이
전혀 편안한 것이 못 된다는 것에 반론이 없을 듯 하다. ㅎ

..

사실 빅뱅 이론에 따르면 '크기가 Zero 면서 밀도가 무한대가 되는'.. 소위 singularity point..
바늘 점 조차 상대적으로 무한히 크게 보이는 '크기 조차 없는 곳' 에서 우주가 태어난 걸 보면
인간이 가지는 시공간의 스케일도 전혀 작다 할 수 없겠다.


문제는 지극히 이기적인 의미에서의 발상 전환용 멘틀 게임의 일환으로
이따금 우주의 크기와 연륜을 생각해 보면서,
지지고 볶는 일상으로 부터의 정신적 일탈을 꾀해보는 것이다.

또, 어느 정도의 mental journey 에서 복귀하는 시점에서는 그러한 우주적 스케일에 압도됨이 없이
다시 내 일상에서의 소소함과 안전함들에 고마와하며,
저러한 원대한 우주를 대상으로 연구에 매진하는 이들의 노고에 감사하면 되는 것이다. :p




bye for now.

3/21/2011

하체 실종.. :p 휴머노이드 우주인 로봇 R2 , Robonaut2.. Humanoid Robot R2 : NASA together with GM

지난 2월 24일 인간을 닮은 최초의 우주인 로봇이 국제 우주 정거장의 상주 인력이 되었다.
우주 정거장이라는 인류 공동의 개척지의 영주권자 (permanent resident)가 된 것이다.



Sleeper 라 별명이 붙여진 잘 포장된 요람속에 실려 우주 왕복선 디스커버리에 의해
우주 정거장으로 배달된 R2 (Robonaut2)는 주먹을 꽉 쥐고 장갑을 끼고선 팔을 오므린 채 였다.

그는 다른 동료 우주선들의 도움속에 그의 작업장이 될 우주 정거장 내에서 깨어나기 시작했다

지금은 말 그대로 하체 실종 상태인 R2 는 
우선 Destiny Lab 에서 고정된 채 인간 우주인들을 도울 것이지만
머지 않아 우주 정거장 안과 밖을 자유로이 움직여가며 각종 업무 지원을 해 갈것이다.


다음은 작년에 GM 과 NASA에 의해 로봇 개발이 끝나갈 무렵 내가 잠시 적어 논 글이다.


역시 GM 은 거대한 회사였고 경쟁력이 있는 회사였다.. 노조만 거대한 것이 아니었다.
작년 초 거의 파산의 지경에까지 이르러 주가가 1달러까지 떨어져 대공황 시절로 되돌아 갔었던
그 GM이 작년 말까지 군더더기를 벗어내고 경영 정상화를 이루더니 포드등과 더불어
시장 탈환의 궤도에 벌써 올랐다.

그 GM의 엔지니어들과 과학자들이 NASA 와 팀을 이뤄 만들어낸 우주인 로봇.
이름하여 Robonaut.. 로보넛!

초기버전 보다 훨씬 무거운 40 파운드의 물건을 자유자재로 집어 올릴 수 있고
프린터 종이와 같은 얇고 가벼운 물체를 섬세하게 다룰 수 있는 로봇이 탄생했는데
올 연말 쯤해서 우주 정거장에 탑승, 우주인들의 업무를 도울 예정이다.

아직은 허리 아래 부분이 고정된 상태에서 일을 하게 되지만, 차기 버전으로 진행되는 로봇들은
우주 정거장 내를 자유로이 움직이며 업무를 수행할 것 이라 한다.

(image credit: NASA

NASA 와 GM 의 엔지니어들과 과학자들이 공동으로 개발한 이 휴머노이드 로봇은
최첨단 제어공학을 기초로 한 센서 및 머신 비전(기계에 시각을 부여하는 사이언스) 테크놀로지의
집합체로써 유해하고 위험한 임무를 수행하는 우주 정거장에 상주하는 우주인들의 곁에서
도우미 역할을 수행할 로봇이 되겠다.


 GM 역시 이러한 연구와 성과를 통하여 보다 안전한 차량 생산 및 플랜트 건설을 기할 수 있다.

(image credit: NASA)  

Robonaut 2, R2로 명명된 이 첨단 로봇은 우주에서 뿐 아닌
지상의 어디서건 인간의 조력자로써 어려운 환경에서 일하는 인간 작업자들을 돕게 될 것이다.

며칠 전 오바마가 NASA를 방문해 나사가 나아가야 할 방향에 큰 틀을 정해 줬다.

방향을 정해 준다는 이야기는 예산을 확보해 주느냐 마느냐 하는 거다.
나사의 밥줄이 달린거다.

나사는 왕년의 달 착륙 성공 이후 괄목할 업적이 없이
그저 우주 왕복선 프로젝트를 중심으로한 그 곁가지 일들과 같은
그다지 도전적이지 않은 프로젝트들을 운영해 오고 있다는 비난을 받아왔다.

관료적이고 비대한 조직의 비 효율성 역시 세금으로 먹고 사는 여느 정부 조직과 크게 다르지 않다.

인류를 열광시켰던 화성 탐사 프로젝트는
사실은 캘리포니아 공대 CalTech 의 제트추진연구소 JPL 의 업적이다.
나사는 자금을 지원하고 프로젝트를 관리하고 관련 유틸리티들을 제공하는 조직이었을 뿐.

오바마는 선을 분명히 그었다.
NASA 가 나서지 않아도 될 일들은 죄다 민간 기업들에 맡기고 NASA는 보다 원대하고 도전적인,
우주에서 인류의 새로운 지평을 여는 일을 하라는 것이다.
그 것의 첫 목표가 화성에 유인 위성을 보내고 유인 착륙선을 보내라는 것이다.

나사 가 돈먹는 하마에서 얼마나 효과적으로 몸집을 줄여가며 천재 과학자들과 공학자들의
투지 넘치는 조직이 될런지는 두고 봐야되겠다.

...

미국방고등연구계획국 DARPA의 지원하에 미국의 업체인 보스톤 다이내믹스에서 개발한 BigDog.

사족 로봇의 자세 제어를 위한 수치 제어, numeric control, 이 어디까지 와 있는 지 적나라 하게 보여준다.
수십에서 수백킬로의 적재물을 등에지고 험준하고 혹독한 전장을 누비며
미군들의 전우가 되어줄 전투 로봇이다.
부상당한 전투요원이나 전사한 장병 서넛을 짊어지고 움직일 수 있는 로봇이다..



한국의 KAIST 등지에서도 연구가 많이 진행되고 있지만, 엔터텐먼트 수준으로 인사나
꾸벅거리고 악수나 하는 정도의 초보적 단계에 머물고 있으면서
이제 겨우 뛰거나 계단이나 오르는 정도에 도전하고 있을 것인데..
이곳에서는 벌써 이와 같은 소름이 끼칠 정도로  인간 혹은 동물과 흡사한 기능을
이미 넘어서고 있는 것이다.



보스톤 다이내믹스의 2족 로봇의 걷기 시범.. 사람과 마찬가지로 발꿈치가 먼저 닿으며 걸어가는데..
옆에서 힘껏 밀어도 넘어지지 않고 중심을 잡아 가며 다시 걷는다..

2족 로봇의 진보가 이정도로 치닫고 있는데.. 한국의 로봇 공학자들은 분발을 해도 한참 해야할 것 이다.
제발 메스컴등에서 세계 몇번째니 최첨단 로봇이니 하는 낯 뜨거운 자화 자찬은  이젠 그만 봤으면 좋겠다.

NASA 와 GM의 작품인 R2의 상체와 보스톤 다이내믹스 PetMan의 2족 다리가 합체될 경우
그 가공할 능력이라니..


내가 KAIST에서 머신 비전 관련 연구를 할 때만 해도,
그저 두대의 가시광선 카메라로 보는 물체가 그냥 밀고 가도 좋은 마른 덤불 뭉치 인지
아니면 콘크리트 장애물인지 등을 분석하고 식별해내는 수준이었다.

이제는 그러한 머신 비전을 위한 인공지능 알고리듬의 발전과 image processing 를 위한
초고속 이미지 프로세서, 강력한 실시간 수치 제어등을 지원해주는 고속 연산 프로세서 등이
지원되면서, 물론 아직 갈길이 멀긴 하지만 기계에 지능적 시각을 부여하는 일이
큰 뉴스거리가 되지 않을 정도다.




BigDog 이 어느새 태국의 해안으로 날아가 해변가를 걷고 있다.
대가리도 없는 고독한 모습으로..

끔찍한 미래를 보는 듯 도 하지만
일본의 지진에 의한 원전 사고와 같은 재해에 있어서 인간의 접근이 허락되지 않는 경우
잘 만들어진 로봇들은 인간들이 어려워 하는 문제를 푸는데 매우 큰 역할을 할 것이다.


한편...
생물 種으로서의 인간의 진화는 순수한 생물학적 견지에서 보다는
이러한 기계전자적 인공지능 형태 그리고 유전공학의 발전과 함께 할지 모른다.

인간의 생리적 구성 요소들에 대한 기능과 수명 그리고 그 생김새들에 대한 이제까지의 익숙함을 넘어서,
아니 극치의 혐오감과 공포심을 대동하고 서라도..

우리의 강막, 심장, 장기, 관절, 피부, 심지어 혈액까지도..
기능과 내구성이 비약적으로 향상된 전자 기계적 인체 부품들과
적대적 환경에 대한 극복 인자 및 항 질병성 유전 인자들의 최적 조합으로 무장되어
막강하게 다시 태어나는 새로운 형태의 스마트 인류 출현을 요구받고 있는 지도 모른다.

지구상에서의 생존을 위한 적응이라는 관점에서 생물학적 진화의 느린 사이클은 현재 인간이 소모하는 에너지의 양이라던가, 소모되는 산소의 양, UV 노출의 취약성 등의
기초적 생존 요구사항들에 대해 거대 인류의 출현에 따라 급변해온 지구 환경 변화에 
대응할 수 없다는 절박함으로 치닫고 있는 것이다..



hopefully we could stay just as we are..as we have been..



2/27/2011

열린 마음.. 그리고 마하 2,000 의 속도로 날으는 별, 허블 20년 세월 NASA

(illustration credit : NASA)


초속 694 킬로미터.. 마하 2,042..
가늠할 수 없는 속도다. 믿을 수 없는 속도다..
이 속도에서 사십 배 정도만 더 빠르게 진행한다면.. 우주 궁극의 빛 속도 가 되겠다.

이정도 라면 우리 은하계, Galaxy 의 어마 어마한 중력으로부터 빠져 나가기 위한 
탈출 속도의 두배가 넘는다.

어쩌다 이 푸른별 HE 0437-5439 는 
이런 말도 안되는 무시무시무시무시한 속도로 날아가게 된 걸까..!?


전설따라 삼천리..
아니.. 허블 따라 삼천리.. 이야기 속으로 빠져 볼 사람은 빠져 보자.




옛날 옛적.. 아주 아주 먼 옛날..
호랑이 담배..
아니 호랑이의 선조인 엄청난 송곳니 이빨의 자이언트 호랑이가 생겨나기도 한참 전.. 
공룡 담배 피우던 시절 쯤..

즉 1억년 전 쯤해서 별 세개로 이루어진 Tri-Star System 이
우리 은하계의 중심에 자리한 블랙홀 주변을 지나가고 있었던 것인데..

당시엔 아마도 그저 평화롭게.. 아무 일도 없을 것이라는 듯
유유히 지나고 있었다고.. 허블은 전해주고 있다.

세개의 별중 하나의 큰별과 작은 별 둘이 서로 사이 좋게 공전 축을 이루며 지나가고 있었던 것이다. 
그 평화로움 이라니.. ㅎ


그런데 갑자기 조용히 지나던 세별들 중의 큰 별 하나가 
엄청난 중력의 마수를 뻗치며 끌어 잡아당기는
블랙 홀의 거대한 입속으로 빨려 들어가 잡혀 먹히고 마는데..

블랙 홀 속으로 빨려들어가는 정신없는 와중에 큰별은 있는 힘껏 나머지 두 별들을 밀쳐 내며 외쳤다.

.. 너희들은 어서 도망가!!! 어서!! 내 몫까지 살...아.. ㅈ........ 꾸르륵..



Michel Polnareff 의 곡을 편곡한 Yiruma의 When the Love Falls


이 대목에서 허블 망원경은.. 잠시 눈시울을 적시며..
이들 세별 시스템의 처절한 해체를 애도함과 동시에.. 큰별의 희생정신에 감동하게 되는 것이다.

다같이 묵념.. silence.. :p




큰 별 형제의 고귀한 희생 덕분에
후르륵 큰별 말아 먹고 트림을 하며 잠시 블랙홀이 쉬고 있는 틈을 타서
이 두 형제 별은 젖 먹던 힘을 다해 우리의 은하계에서 탈출에 성공을 한다..

즉 몬스터 블랙홀과의 중력적 당구공(gravitational billiard-ball) 게임에서
큰 별이 블랙홀 포킷으로 떨어지는 대신 그의 에너지 모멘텀 전달로 반발력을 얻은 이 두 별들은
무사히 빠져 나올 수 있게 된거다.


... 휴.. 우주에 믿을 놈 하나 없어.. 
.. 맞아.. 일단 한숨 놨지만 계속 도망치자.. 더 빨리! 더 빨리 도망치자.. 또 다른 우주를 향해!!

To infinity and beyond!! 

토이스토리의 Buzz Lightyear 의 구호를 되뇌이며
이들 두 별은 속도에 속도를 더해 점점 더 빨리 은하계를 벗어나
우주의 언저리로 계속해서 도망치게 되는데...




그런데 이렇게 정신없이 엄청난 속도로 은하계로 부터 튀쳐 나오던 두 쌍둥이 별들도 큰 변화를 겪는 데
그것은, 둘 중 몸무게가 더 나가는 녀석이 엄청난 인력을 작용하며 
작은 별을 끌어당겨 합체가 되고 만다.

사이좋던 이 두 별들은 합체의 순간이 다가오자 서로를 이렇게 다독이며 둘이 하나가 된다. 

.. 우리 이제 한몸으로 살자. 영원히 떨어지지 말고..
.. 응.. 그리고 우리 더빨리 도망가.. 이젠 하나니까 더욱 빨리 날아갈 수 있겠지?
.. 어..

악! 소리와 함께.. 사실은 우지끈, 뻑, 꽈과광!!! ... 와르르.. 꾸아~~ 앙, 꽈~~~~ 꽈꽉... 꽝!!!
둘은 한몸이 되어 우리의 태양보다 아홉배가 무거운 거대한 푸른 별이 된다.

이때 우리 허블 은 Blue Straggler 란 별명을 붙여주며.. 이 거대한 탄생을 축하한다.
근데 왜 Straggler, 낙오자 로 이름을 붙였을까.. 은하계로 부터 추방되어서?
지극히 은하계 적 생각이랄 밖엔.. 어디 은하계가 한두개 인가?


이제 우리의 Blue Straggler 는 은하계 언저리를 벌써 넘어
은하계의 중심에서 이십만 광년이나 떨어져 계속 날아가고 있다.
원반 형태를 이루는 우리의 은하계 직경이 십만 광년 쯤 되니.. 
떨어져도 한참 떨어져 날고 있는 것이다.

....

이런 초초고속의 스피드 즉 Hyper-Speed 로 날고 있는 별들은
2005년 이래 허블 망원경에 의해 찾아지고 있는데..
그 16개의 초고속 별들 중 HE 0437-5439 푸른 추방자 별이 가장 빠른 속도를 가지고 진행하고 있다.




전설따라 삼천리 보다 더 믿기 힘든 이러한 전설적 이야기.. 
사이언스 픽션에서나 읽었음직한 이 이야기는
허블 우주 망원경을 통해 지난 20년간 관측해온 사실을 토대로 
천문과학자들이 설정한 시나리오다.

칼 사강 死後 그의 미망인에 의해 발표된 책에서 그는 과학과 종교를 논하고 있다.
역시 그 답게.. 강한 주장으로 논란거리를 만들기 보다는
조정자로써, 인류적 차원의 리더로써 조용히 방향성을 제시하는데..
그는 神의 존재에 대해 긍정도 부정도 하지 않았다 한다.
단지.. 지구적 삶에서의 편협함에서 벗어나 우리의 삶이 영위되고 있는 
이 거대한 우주에 대한 열린 마음을 견지해야 됨을 말하고 있다.

'신이 있다는 증거는 '아직까지' 자연과 우주 속에서 발견되지 않았다.
그러나 증거의 부재가 곧 부재의 증거는 아니다'

라고 결론을 열어둔 채 그가 강조하는 것은 과학과 종교의 '공감'과 이를 위한 노력이다.

그는 '닫힌 마음' 이야말로 진리에 이르는 길을 막고 
인류의 생존을 위협하는 '대량 살상 무기'라고 비판하면서,
오직 진리를 향해 열린 마음으로 탐구를 계속하자고 
우리의 영원한 과학자 오빠 칼 세이건은 말한다..

... 

Blue Straggler 스토리에 대한 상세한 내용을 원한다면 
엊그제 온라인 상으로 발표된 논문을 뒤져 보면 된다.
Astrophysical Journal Letters on July 20, 2010 중에서 
하바드 천문학 센터의 천문학자 Warren Brown 박사가 주 작성자로 되어 있는 논문이다.



stay in peace..  :p

2/23/2011

골디락 행성을 찾아서.. 또 다른 지구는 어디에..

(Image Credit: NASA) 


골디락.. Goldirocks..

'골디락과 세마리의 곰' 이야기에 나오는 에피소드로 물건을 고르는 데 있어서
너무 크지도 작지도 않고, 너무 뜨겁지도 차갑지도 않은.. 딱 적당한 것.. 을 의미한다.

지구와 유사한, 지구와 크기나 밀도, 온도, 대기등이 유사한 행성을 찾아가는 여정..


골디락! 너 어디 있니이이이이~~~~~~


...


골디락 읎다~....     (영구)


(Image Credit: NASA)


엊그제 수요일, 2011년 2월 3일은 관련 과학자들과 천문학자들에겐 매우 뜻깊은 날이었는데
나 같은 일반인들, 즉 인류의 삶의 여정에 대한 조금의 관심이 있는 있는 사람들에게도
대단히 반가운 날이었다.

그것은 우여 곡절 끝에 2009년 NASA 에서 발사한 위성 망원경 시스템 케플러가 분석한
데이타에 대한 중대한 발표가 있었기 때문이었는데, 많은 관련 과학자들이 기대한 이상의
분석 결과를 NASA 가 발표했기 때문이다.

더군다나 한치 앞을 내다보기 힘든 이집트의 상황과 그에 따르는 전 지구적 여파등에
신경이 곤두서고 있는 바, 지구상에서 인간들이 벌여 가고 있는 암울한 정치, 종교,
사회적 대결 양상, 한쪽은 소빙하기를 방불케 하고 그 반대편은 노아의 방주가 필요한 듯
보이는 지구 생태계의 몸부림, 그리고 그러한 상황에서 예상되는 유자원, 광물 및
식량 자원의 고갈 상황등 인류의 불안한 미래가 오버랩 되는 가운데 아직 미미 하나마
한 줄기 희망의 빛이 보이기 시작했다는 데 큰 의미가 있는 것 같다.


나사의 발표는 간단하다.

'위성 망원경 케플러가 관측한 바에 따르면 지구에서 2,000 광년 정도 떨어져 위치한 별 Kepler 11에
가스와 바위들로 이루어진 여섯개의 위성체가 발견되었는데, 이들 위성들은 믿을 수 없을 컴팩트하여
그 크기가 지구와 필적할 만 하고, 위성들의 공전면이 우리의 태양계와 같이 편평한(flat) 면을 이루고 있다.
또한 Kepler 11과 가장 외곽 행성과의 거리가 태양과 수성 및 금성 사이 정도의 거리를 유지하고 있다.'

미국의 New York Times는 NASA 의 발표 전 과 발표 후 케플러 미션 관련 기사를 연이어 실었는데,
통상적으로는 사이언스 섹션등에 실어오던 과학기술 관련 기사들과 달리 
예외적으로 계속해서 일면에 보도하며 매우 상세한 기사를 냈다.
아마도 뉴욕타임즈 편집장이 누구 보다도 먼저 지구를 떠나 별천지로 가고 싶은 모양이다.. ㅋ 
전 세계에 깔려있는 특파원들이 보내오는 지구 레벨의 복마전 스토리를
시시각각 접해야 하는 입장이니 왜 그런 생각이 아니 들겠는가..

Gazing Through the Cosmos for Other Earths, and Other Beings ..

란 고무적이고도 거창한 타이틀을 단 채로 13번째 면을 통채로 할애 했다.

....


아침에 통화한 이 박사는 구정 휴일도 잊은 채, 
곧 쏘아 올려질 한국의 인공위성 광학체계를 완성하느라 마지막 혼신의 힘을 쏟고 있었다.
7~8년 전 방문했었던 그의 연구소에서의 연구원들은 모두 저런 방진복을 입고 프로젝트를 진행하고 있었다.

프로젝트 막바지 작업에 많이 지친 나의 절친 이박사는
내가 지나가는 소리로 전화 상에서 이야기 해준 이 골디락 행성에 관한 이야기를 더 듣고 싶어 했고
그래서 지금 후다닥 정리해 보고 있는 거다.

좌간.. 이런 뜬 구름 잡는 듯한 이야기에 다른 이들이 얼마나 관심이 있을 지는 내 알 바 아니고..
오직 우리 이 박사 힘내라고 이글을 쓴다. 화이팅~!

....



자, 이제 본론으로 들어가 보기로 하는데,
아래의 비디오는 케플러 우주 망원경 임무에 대한 상세한 소개가 되겠다.





케플러가처음 발견한 행성들에 대한 예술적 에니메이션 도 보자.
그런데 이들은 우리의 목성 보다도 큰 아주 거대한 것들이었다.



위 에니메이션에서 잘 나타내고 있는 바와 같이 케플러가 별 주위를 도는 행성을 찾아내는 과정은
Transit 방식 이라 불리는데 이는 행성이 관측하고 있는 케플러 망원경과 별 사이를 지날 때(transit),
행성의 크기에 따라 별의 밝기가 매우 미세하나마 낮아지기 때문이다.


케플러의 과학적 임무를 잠시 살펴보면,

- 여러 분광적 특성을 지니는 많은 별들의 행성들 중 지구와 유사하거나 큰 크기의 행성들을 고르고
  그 중 얼마나 많은 행성들이 지구와 거주 환경이 유사한 골디락 행성인가를 결정하기.

- 이들이 찾아 졌다면 이들의 크기와 공전 궤도에 대한 레인지 결정하기.
- 다중 별 시스템에서 존재하는 행성들 찾아 보기.
- 짧은 주기로 도는 거대 행성의 공전 궤도 사이즈, 밝기, 크기, 질량 및 밀도 알아내기..  등이 되겠다.




(Image Credit: NASA)
  
케플러 우주 망원 체계를 개발한 윌리엄 보루키는
소위 다이 하드(die hard).. 절대 굴하지 않고 끝까지 달라 붙는 사람 이었다. ㅎ

위스컨신에서 물리학 석사를 마치고 아폴로 달 착륙 프로그램에 참여했던 그는
이 후 광측정에 관련한 전문가가 되는데, 위에서 언급한 Transit Method 를 가지고
NASA와 한판 붙게 된거다.

즉 행성이 별 앞으로 지나갈 때, 별빛은 행성의 크기에 비례해 부분적으로 가려지게 되고
관측하는 입장에서는 별빛의 세기는 지극히 미세하나마 그 크기가 줄어 들게 되는데,
이런 상식적 물리 이론을 토대로 그는 1993년 NASA에 이러한 관측 시스템을 꾸미기 위한 지원을 요청 한다.

하지만 NASA는 "If doable, it's fabulous." ..
.. 그게 가능하기만 하면 무쟈게 대단할텐데 말이지.. 라고 비꼬며 제안을 일축했다.

그리고 일년 뒤 같은 요청을 하는 윌리엄을 다시 퇴짜를 놓는다.
그리고 또 2년이 지난 뒤 또 같은 요청을 반복하자 NASA는
.. 누군가가 우리 대신해서 당신한테 당신의 실험과 관련된 모든 것들이 잘못됐다는 사실을
   계속해서 말해 준다면 좋겠군.. 라고 다시 염장을 지른다.

그러다 1998년 이윽고 NASA는 이 지겨운 위스컨신 대학 팀의 불굴의 의지에 질렸는지
아님 이거 먹고 떨어져라.. 라는 심정이었는지, 오십만불의 돈을 쥐어주며 실험에 쓰도록 했다.

이 후 뭔가가 결론이 났는 지, 2001년 NASA는 윌리엄의 위스컨신 연구팀의 Kepler Mission에 대한
approval이 드디어 떨어져 NASA의 에이미 연구소의 과업 중 하나로 추진하게 되는데
그래도 미심쩍었는지라 이 프로젝트는 NASA가 나름 확실히 신뢰하는 캘리포니아의 제트추진 연구소
JPL의 엄격한 프로젝트 관리 하에 두게 했다.

하지만 지금은 보기 좋게 역전되어 Ames 연구소의 위상이 확 높아졌다능.. ㅎ



(Image Credit: NASA)

위의 그림에서 달걀 노른자는 우리의 태양과 같은 별이 되겠고 작은 검은 점은
그 별 앞을 공전해 지나가는 행성이 되겠다. NASA가 이와 같은 measure 방법을 계속해서
무시했었던 이유는 이토록 정밀하게 빛 세기의 변화량을 측정해 낼 수 있느냐 하는
것이었는데, 우리의 끈질긴 과학자는 보기 좋게 성공한 것이었다.

이번에 찾아진 6개의 행성들은 2010년에 찾은 다섯개의 거대한 행성들 보다
보다 지구적 조건에 부합하는 것들이라 과학자들을 흥분의 도가니로 넣기에 충분한 것이다.

NASA의 이번 수요일 발표는 우리의 태양과 같은 별의 주위를 돌고 있는
1235개의 행성을 발견했다고 발표했는데 이 중 새로 찾아진 별 Kepler 11과
그의 6섯개의 행성에 관한 것이 하이라이트가 되겠다.

이는 Kepler 11 별과 그 주위를 도는 행성들의 크기나 별과의 거리들이
우리 지구의 경우와 많이 흡사해 거주 가능성에 대한 이른 기대와 함께
매우 주목을 받고 있다.

이 전에 찾아진 별들은 너무나 크거나 혹은 별과의 거리가 너무 가까워 표면 온도가 너무 높은 등
지구인들의 서식 조건에 부합하지 못하는 경우가 대부분 이었다.

(Image Credit: NASA)  

현재 Ames 연구소의 케플러 프로젝트 팀의 컴퓨터들은 케플러 망원경에서 보내오는
156,000 별의 밝기를 30분에 한 차례씩 관측하며 분석하고 있는데, 밝기가 어두어 지는 dip, 
즉 행성이 지날 수 있는 가능성을 서치해 가는 것이다.

(Image Credit: NASA) 

이는 사백오십만개의 별을 가진 Cygnus 와 Lyra 성운의 북쪽 단면 중에 위 그림에서와 같이
격자(grid)로 나누어 십오만여개의 별들을 동시에 관측하고 있는 것이다.

케플러 프로젝트들의 과학자들은 이미 300개 별에 대한 관측 데이타를 릴리즈 했으며
또 다른 400여개의 별들에 대한 추가 정보를 공개하기로 되어 있고 이를
많은 관련 과학자들이 고대하고 있다.

그런데...
이렇게 발견된 행성까지의 거리를 생각해 보자.
수요일 발표된 케플러 11 별까지의 거리는 2,000 광년이다.

좀 줄여서 태양계와 가장 가까운 별이 가지고 있는 행성까지의 거리는 대략 20광년이 되는데
이는 잘 알다시피 빛 속도로 20년을 가야 하는 거리다. 거리감이 잘 안온다..

오래 전 NASA는 우리 태양계 탐사들 위해 보이저 1호를 보냈는데 이제 천왕성을 넘고
명왕성을 넘어 태양계 밖으로 아직도 늠름하게 날아가고 있다.

이 보이저 우주선의 속도는 시간당 39,000 마일..
즉 한시간에 서울에서 뉴욕을 두세번 왕복할 속도다.

그런데 20광년이라는 거리는 이러한 보이저의 속도로 날아 삼십만년을 날아가야 하는 거리다.

즉 30년을 한 세대로 계산해 볼때..
건강한 커플들이 절대 고장나지 않는 우주선을 타고 사랑을 해 가며 아이들을 낳고,
그 아이들이 다시 아이들을 낳고.. 이렇게 一萬 세대가 무사히 우주선을 타고 가야
도달할 수 있는 거리가 된다.

그런데 하물며 2,000광년 이라...

즉 현재 인류의 테크놀로지 수준으로는 2,000 광년은 고사하고 20 광년 떨어진
어느 행성에 탐사선을 보내는 것도 300,000 년이 걸린다.
참고로 우리의 현생 인류가 지구상에 태동한 지 아직 채 10만년도 지나지 않았다.
그런데.. 30만년을 날아가야 한다고..?

그리고 그 곳에 무사히 도달한 탐사선이 첫 전파를 보내오는 것도
20년이 지난 다음에야 받아 볼 수 있다.

거주 가능 !!!???  참 멀고도 먼 이야기다.

하지만 우리의 지구를 닮은, 그래서 만일 우리의 지구가 행성 차원의 문제로
더 이상 평화로운 공간일 수 없을 때 그 대안 행성으로 삼을 수 있는 곳들이 존재할 수 있다는
그 가능성이 열였다는 소식 만으로도 대단하다.

그러한 희망 하나로 우직하고, 기발하고 또 스마트한 우리 과학자들은 연구에 연구들 거듭할 것이다.

또 그러한 작은 희망에 인류의 미래가 담보되어 있음을 잘 아는 좋은 나라의 좋은 지도자는
그러한 과학자들의 연구를 지원할 것이고
그들의 업적이 대대로 이어져 언젠가는 이루어질 수 있도록 할 것이다.

일생을 바쳐 우리의 미래를 밝혀가는 수많은 과학자들의 노고와 헌신에
삼가 깊은 존경을 전해 드린다.

우리 이박사에게도 물론.. ㅎ

나 처럼 그저 어디 맛있는 곳 없나,  분위기 좋은 술집 없나.. 이러고 두리번 거리며 사는 사람하고
어디 지구처럼 살기 좋은 행성이 없나.. 밤새 데이타 분석하고 가설 만들고, 장비 만들고
급기야  우주선을 보내 인류의 새로운 행성 식민지를 개척해 갈 희망에 밤잠설치는 사람하고는
스케일이 차이가 나도.. 너무 난다.. 휴~~





talk to you later..

2/22/2011

35년 전 '도킹' 이 이루어지고.. 이제 우주 범선 이카로스의 돛은 활짝 펴졌다.

(image credit: NASA) 



Chopin Etude Op 10 N 1.. M Argerich (1965)


1975년 7월 17일 아폴로와 소유즈 우주선이 docking 한 그날 이후..

우리는 '도킹' 이라는 전문적 용어에 많이 친숙하게 됨은 물론이고
불어와 전혀 관계 없었던 나같은 고등학생 조차도 랑데부 란 말을 괜히 멋진 척 쓰기 시작한다. ㅋ

또한 공산주의 종주국 소비에트사회주의공화국(CCCP)의 언어 '소유즈' 란 단어에도
괜히 친근감을 갖게 되기도 하는데..

일견 사소한 것 같은 이러한 인식의 변화.. 기존의 것과 다른 느낌의 단어, 이미지, 희망..
등이 전 세계의 일반 국민들 모두에게 동시에 그 효과가 공히 미친다면
우린 바로 '파라다임 의 전환' 이라는 큰 사회적 변화를 경험하게 된다.

더군다나 당시만 해도 서로를 善과 惡의 대척점에서만 바라보며 두 이데올로기의 수호자로서
서로 으르렁 거리던 인류의 두 거대 집단이 우주 상에서 감동적인 도킹을 성공시키며 
악수를 나눔으로써 냉전시대에서 극으로 치닫던 핵 전쟁에 대한 공포와 
서로에 대한 극단적 증오가 일순간 완화되고 녹아들며..
인류의 평화적 공존에 대한 희망과 함께 우주 개발 역사의 크나큰 전환점을 맞게 된다. 

스파이가 아니고서는 혹은 국가를 대표하는 운동선수가 아니고서는 
서로의 나라를 방문할 수 조차 없었던 당시..
두 국가의 우주인들이 상대국가 국민들의 열열한 환영속에 소위 敵國의 땅을 밟는 모습은
두 나라의 당사자 국민들뿐 아니라 전세계 국가들에 매우 긍정적 충격임에 분명했다. 

또한 자라나는 세대에 미친 영향을 생각해 본다면..
인터넷이니 캐릭터 시장이라는 것 자체가 존재하지 않았던 당시.. 당시 중3 이었던 나.. ㅎ
아폴로 우주선 과 소유즈 우주선 장난감은 여러 형태로..
딱지를 비롯하여 만화 소재로, 커머셜로, 그리고 크고 작은 장난감과 저금통으로.. 
이른바 캐릭터 시장을 형성하기도 했던 것이다.

그리고 그러한 역사적 장관을 바라 본 후.. 나 제대로 공부해 우주 과학자가 되고 말리라..!
라며 열심히 공부하며 자라난 그 후손들에 의해 오늘날 우리는
거대한 우주 정거장에 여러 형태의 우주선들이 들락거리는 광경을 일상처럼 보게 된거다.

급기야는 지난 달 우주 돛 단배의 돛이 힘차게 펴져 금성으로 날아가고 있다.




 (image credit: NASA)

지금이야 대형 마트에 가서도 고출력 솔라 패널들을 장바구니에 담아올 정도로 일상화 되었지만
저때만 해도.. SF 영화나 만화등에서나 등장했던 태양열 에너지 패널..

Soyuz(union) 는 저렇게 멋진 날개를 달고 등장했다.
소련은 저때부터 이미 지구의 생태계를 걱정한 나머지 우주선의 화석연료 사용을 자제한 거다.. ㅋ

(image credit: NASA) 


(image credit: NASA) 


(image credit: NASA) 




1974년 아티스트에 의해 그려진 이 도킹 상상도는 지금 봐도 너무 멋지고 감격적이다..

.....

지구가 뜨거워지고 있고, 땅이 사막화 되어가고,
빙하가 급속도로 녹으면서 그나마 있던 땅들도 사라져 간다.
지금과 같은 인구 증가의 속도로는 앞으로 100년 도 못가서 지구는
사람들이 어깨 와 어깨를 부딪혀도 모자랄 정도의 공간밖에는 가질 수 없게 된다. 

그나마 경제적 생존 모드에서 허덕이는 나라의 인구들만 폭발적으로 늘어난다..
계속적으로 씨를 뿌려 줬으면 하는 나라의 좀 깨인 인간들은 섹스를 쾌락으로만 즐길 뿐
책임이 따르고 골치아픈 자식들을 낳아 키우려 하질 않는다.
...


인류가 살 길은 오로지 우주로 뻗어 나가는 방법 밖에는 없어 보이는데..

현재 마이크로소프트와 나사의 협력 프로젝트로 화성 이미지 데이타 베이스 서비스가 돌아가고,
얼마전 일본의 하야부사가 7년간의 우주 여행을 마치고 멋지고 복귀한 일도 있었고.
토성 주변을 도는 카시니 우주선이 그 거대 혹성 표면에서 일어나는 모든 것들을 
상세히 관찰하고 있긴 하지만  
지구의 자원 문제, 인구 문제를 해결하기 위해 우주의 혹성들에 식민지를 건설한다는 일은
너무나 요원한 일인 것 같다.
몇년 후면 화성에 유인 우주선이 도착할테고, 달에도 조그마한 기지 같은 것들이 
들어서긴 하겠지만 말이다.



우리의 똑똑하고도 기발한 베르베르 가 제안한 데로 한 백만명 정도가 탑승할 수 있는
무지막지한 크기의 이카로스 우주 범선이나 만들어 지구를 버리고 떠나는 수 밖에 없을 지 모른다..

지난 달.. 일본에서 쏘아올린 우주선 중에는 이론으로만 설왕설래하던 태양 풍 우주선이 있었다.
베르베르의 소설 속에 나오는 우주 범선 이카로스의 미니 버전인 셈인데 이름도 IKAROS 라 지었다.
일본이 또 한번 인류 역사상 최초의 우주 범선을 띄운 것이다.

하야부사를 성공시킨 JAXA의 또 하나의 작품으로
태양풍을 받는 돛이 성공적으로 펴져 순항하고 있다는 소식이 있었다.






  
인류적 입장에서 함께 기뻐해야할 연이은 개가를 올리고 있는 
이러한 일본의 크나큰 업적이 어디 월드컵 우승에 비할까..

그저 검소하게 먹고 살만큼의 봉급만으로 불철주야 프로젝트에 매진하여
이러한 위대한 임무을 성공시키고 있는 기술자와 과학자들을 어떻게 수십, 수백억을 우습게 벌면서 
영웅 행세를 하는 그 스포츠 스타들에 비할까..

다른건 몰라도.. 이러한 우주 탐사 프로젝트들의 창조성으로 인해
난 일본 우주 프로그램의 골수 팬이 되어가는 것 같다.

더군다나 어떻게 그렇게 조용히 소리 소문 없이,
7년 만에 죽은 것 같았던 우주선이 멋지게 살아 돌아오고..
소설 속에서만 존재할 것 같았던 우주 범선을 마구 쏘아 올려 돛을 활짝 펼칠수 있는지.

사시미와 도 같은 그 차가움과 정갈함.. 요란스럽지 않음 도 좋다. ㅋ

한국이 일본과 이런 우주 시대를 향한 협력과 경쟁을 함께 할 수 있다면 얼마나 좋을까..



인류의 한사람으로 이카로스의 순항 축하와 더불어
목적한 미션을 성공적으로 이루기를 기원해 본다.



그리고 내 친구 이승훈 박사..
항공우주연구소에서 이제 곧 쏘아올려질 한국 최대의 인공위성에 눈(目)을 책임지고 있는 우주 과학자!
자네의 노고에 너무 너무 감사하고, 자랑스럽게 생각하고 있다는 사실을 잘 알아주길 바라네.



bye~~

2/05/2011

searching for Goldilocks.. Kepler found some clues.., NASA Feb 2 2011

(image credit: NASA)

 
NASA announced that scientists using NASA's Kepler, a space telescope, recently discovered six planets made of a mix of rock and gases orbiting a single sun-like star, known as Kepler-11, which is located approximately 2,000 light years from Earth.

So what?

The scientific objective of the Kepler Mission is to explore the structure and diversity of planetary systems.  This is achieved by surveying a large sample of stars to achieve several goals:
  • Determine how many Earth-sized and larger planets there are in or near the habitable zone (often called "Goldilocks planets") of a wide variety of spectral types of stars.
  • Determine the range of size and shape of the orbits of these planets.
  • Estimate how many planets there are in multiple-star systems.
  • Determine the range of orbit size, brightness, size, mass and density of short-period giant planets.
  • Identify additional members of each discovered planetary system using other techniques.
  • Determine the properties of those stars that harbor planetary systems.


Most of the extrasolar planets  detected so far by other projects are giant planets, mostly the size of Jupiter and bigger. Kepler is designed to look for planets 30 to 600 times less massive, closer to the order of Earth's mass (Jupiter is 318 times more massive than Earth). 

And Kepler has well accomplished its mission according to the announcement of NASA on Wednesday!

(image credit: NASA)


2,000 light years?

New York Times did a quick smart analysis on the distance as follows.

.. It would take 300,000 years for Voyager 1, now on the way out of the solar system at 39,000 miles per hour, to travel the 20 light-years, or 120 trillion miles, to Glies 581, one of the nearest planetary systems..


We have long long way to go still but admitting that a hope is only feasible & powerful means for human kinds to trying to get out find some friendly planets and reach for the extended life of ourselves other than on earth, the discovery is more than great.. even with this very much cost effective spacecraft.. only 600 million satellite telescope.

                                          (image credit: NASA)

                                          (image credit: NASA)