2025. 3. 5. 22:02ㆍ카테고리 없음
보이저 1호와 보이저 2호는 1977년에 발사된 NASA의 우주 탐사선들로, 현재까지도 우주를 여행하며 중요한 데이터를 지구로 보내고 있다.
보이저 1호와 2호의 배터리와 관련된 일화는 믿을 수 없는 내구성과 오래된 기술 덕분에 매우 흥미롭다.
특히, 두 탐사선의 전원 시스템은 우주 환경에서 수십 년을 견딜 수 있도록 설계되었으며, 배터리는 그 동안 여러 번 기적적인 수명 연장을 보여주었다.
핵반응로 전원 장치 (RTG)
보이저 1호와 2호의 전원은 RTG(핵반응로 전원 장치), 즉 플루토늄을 이용한 원자력 발전기이다.
이 장치는 핵분열에 의해 발생하는 열을 전기로 변환하여 전력을 공급하는 방식인데 두 탐사선은 플루토늄-238을 연료로 사용하는 RTG를 장착하고 있으며, 이 방식 덕분에 보이저호는 태양으로부터 먼 거리에서도 지속적으로 전력을 공급받을 수 있었다.
보이저 1호와 2호는 원래 1980년대 중반에 임무를 끝낼 예정이었는데 RTG가 제공하는 전력 덕분에 예상보다 훨씬 더 오랫동안 작동할 수 있었다.
RTG는 시간이 지남에 따라 플루토늄-238의 방사능이 감소하면서 출력이 점차 줄어든다.
당시에는 보이저의 전력이 약해져서 탐사선이 더 이상 데이터를 보내지 못할 시점을 약 20년 정도로 예측했었다.
하지만, 예상보다 오랫동안 전력이 공급되었고, 2025년 현재까지도 보이저 1호는 데이터를 지구로 전송하고 있다.
특히 보이저 1호는 2012년에 태양계를 넘어 인터스텔라 공간으로 진입했지만 여전히 전력이 부족하지 않아서 현재까지도 통신을 유지하고 있다는 것이다.
배터리 소진
시간이 지나면서, RTG의 출력이 점차 감소하여 탐사선이 더 이상 모든 장비를 작동시키지 못할 것이라는 우려가 있었다. 이를 해결하기 위해 NASA는 여러 장비의 전원을 차례로 끄는 전략을 사용했는데 예를 들자면, 보이저는 과학 장비들 중 일부를 끄고, 탐사선의 통신 장비만 유지하는 선택을 하였기 때문에 데이터를 전송하고 있는 것이다
2020년대 중반이 지나면 보이저의 전원은 정말 최소한으로 줄어들어 통신을 유지하기 어려워질 것으로 예상되었다.
그러나 아직까지는 과학자들이 신뢰할 수 있는 방식으로 데이터를 수신하고 있다.
보이저 1호와 2호의 배터리는 출력 감소를 조절하는 매우 정교한 기술로 관리되고 있는데 NASA는 우주 탐사의 전력 사용을 최적화하고, 각 장비들의 우선 순위를 설정하여 불필요한 장비는 종료시키고, 중요한 데이터를 보내는 장비만 남기는 방식으로 수명을 최대화하고 있다는 것이다.
플루토늄 연료의 특성
보이저의 RTG는 플루토늄-238을 연료로 사용하며, 이는 천천히 방사성 붕괴를 일으켜 수십 년간 안정적인 전력을 공급할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 시간이 지나면서 방사능 붕괴로 인한 전력 출력의 감소는 피할 수 없다.
현재, 보이저의 RTG 출력은 처음 출력의 40% 정도로 줄어들었으며, 이 감소 속도는 예상보다 훨씬 더 느리게 진행되었다. 하지만 NASA의 과학자들은 보이저호가 2020년대 후반까지는 충분한 전력을 유지할 수 있을 것으로 예상했다.
현재의 인공위성은 태양전지판으로 부터 전력을 공급받아 배터리에 축적해 놓았다가 사용하는 방식인데, 보이저호 처럼 태양과 멀어지는 탐사선의 경우에는 핵융합의 발전이 필요했던 것으로 생각된다.
보이저 호의 위치
현재 보이저1호는 태양으로부터 약 246억 9천만 km 떨어진 곳이 있으며 2호는 195억 km 떨어진 곳이 위치해 있다.
보이저 1호의 경우 빛의 속도로 약 23시간을 달려야 만날 수 있는 위치이다.
보이저 1호는 약 시속 61,500km(초속 약 17km)로 진행중이다. 참고로 보이저 2호의 속도는 속도는 약 시속 55,300km(초속 약 15.4km)이다
보이저 1호를 기준으로 만약 자동차로 시속 100km로 달린다 해도 28,185년이 걸린다.
지금도 계속 항해를 하고 있기 때문에 거리는 점점 멀어지고 있다.