잡하~
잡학다식 입니다~달의 뒷면에 대해서 포스팅해봅니다.
달의 뒷면!!
달은 자전과 공전 주기가 같아서 항상 지구에 같은 면만을 보여주기 때문에 지구에서는 달의 뒷면을 볼 수 없다. 지구의 조석력은 달의 한쪽 면만이 지구를 바라보는(조석 고정) 수준까지 달의 자전속도를 떨어뜨렸습니다.
이 조석 고정 때문에 그 대부분이 지구에서 보이지 않는 달의 반대쪽 면을 달의 뒷면으로 부릅니다.
다만 긴 시간에 걸쳐 바라보면 뒷면 중 일부는 칭동 때문에 관측 가능합니다.
관측할 수 있는 달 표면은 전체 면적 중 59%라고 합니다.
이 '지구에서 가끔 볼 수 있는 부분'은 제대로 관측하기 어려운데 이는 지구로부터의 시야각이 작아 해당 지형의 전체 모습을 관측할 수 없기 때문입니다.
영미권에서 사용하는 문구인 달의 어두운 면(dark side of the Moon)은 빛이 없어서 어둡다는 게 아니라 '알려지지 않았다'라는 뜻으로 인류가 달에 우주선을 보내기까지 이 영역을 누구도 보지 못했다는 의미를 담고 있습니다.
많은 사람들이 이 '어두운 면'을 햇빛이 닿지 않는다는 의미로 착각하나 사실 달의 정면과 뒷면은 둘 다 평균적으로 태양으로부터 직접 거의 비슷한 양의 빛을 받습니다.
미국 퍼듀 대학교 제이 멜로시는 사람들이 달의 뒷면을 언제나 암흑인 것으로 착각하게 된 이유가 월트 디즈니 사의 1955년 '인간과 달' 에피소드와 1973년 출시된 영국 록 밴드 핑크 플로이드의 음반 The Dark Side of the Moon 때문이라고 주장했습니다.
특히 전자의 경우 '달 뒷면은 언제나 어두우며 미래에 뒷면에 도착한 우주인들이 어두움을 밝힌다'라는 내용이었고 당대 시청자들에게 매우 인기있는 프로그램이었기에 잘못된 지식의 파급효과가 컸다고 주장했습니다.
다만, 달의 정면은 태양빛 외에 태양빛이 지구에 반사되어 나오는 지구조도 함께 받습니다.
지구조는 지구와 마주하지 않는 달 뒷면에는 미치지 않습니다.
오직 보름달(지구에서 볼 때) 때만이 달 뒷면 전체에 빛이 닿지 않는 기간이다. 아폴로 우주 미션들에서 우주선이 달 뒤를 돌 때마다 지구와의 교신이 끊어졌는데 이렇게 지구와의 교신이 두절되는 것을 '어두운'(dark)으로 부르기도 했습니다
달의 정면과 뒷면은 확연히 구별되는 겉모습을 보여줍니다.
정면에는 현무암질의 거대한 바다가 많이 존재하지만
(라틴어: Maria: '바다'의 복수형. 초창기 천문학자들은 달 표면의 이 평평한 지대를 물로 채워져 있는 바다로 착각했습니다.)
뒷면에는 바다가 몇 없는 대신 충돌구로 가득찬 지형이 펼쳐져 있습니다. 정면에서 바다가 차지하는 면적은 31.2%에 이르는 반면 뒷면에서는 고작 1%에 불과합니다.
이 차이를 설명하는 이론으로 널리 인정된 것은 달의 정면부 쪽에 열을 발산하는 원소들이 밀집된 정도가 더 높기 때문이라는 설명인데, 이는 루나 프로스펙터의 감마선 분광계가 얻은 지구화학적 지도들을 통해 입증되었다고 합니다.
표면 고도와 지각 두께 같은 다른 요인들 역시 현무암이 분출하는 위치에 영향을 미칠 수 있으나, 이 요인들은 남극 에이트켄 분지(달에서 고도가 제일 낮으며 지각 두께가 얇음)가 왜 달 정면에 있는 폭풍의 대양만큼 화산활동이 활발하지 않은지를 설명해 주지 못합니다.
이 두 반구 사이 차이가 달이 좀 더 작은 동반 위성과 충돌하여 생겨난 결과일 수 있다는 가설이 있는데요,이 추측은 거대충돌 가설에서 기원한 것이기도 합니다.
이 모형이 주장하는 바에 따르면 가상 위성과의 충돌은 충돌구 대신 '쌓여있는 산더미'를 형성했고, 이는 뒷면 전체에 걸친 규모와 두께의 지층을 만들었으며 이 규모는 현재 달 뒷면 고도 높은 지대의 면적과 일치한다고 하네요.
그러나 뒷면의 화학적 조성물은 이 모형과 일치하지 않습니다.
뒷면에는 눈에 보이는 충돌구 수가 정면보다 많습니다.
이는 지구가 방패 역할을 한 결과라기보다는, 달의 용암이 흘러나와 충돌구를 덮고 지운 결과물로 생각되었다고 합니다.
NASA는 달에서 봤을 때의 하늘 총면적 41,000 제곱각 중 지구가 가려주는 부분은 고작 4 제곱각에 불과하다고 계산했습니다.
이 계산결과에 따르면 지구가 달을 막아주는 효과는 무시해도 좋은 수준이며 달의 양면은 그동안 같은 횟수의 충돌 사건을 겪어 온 셈이 됩니다만 지구를 바라보는 쪽은 용암이 흘러나와 구덩이를 채웠다는 것이 뒷면과 다른 점입니다.
새로운 연구결과에 따르면 달이 태어날 때 지구로부터 나온 열이 달 뒷면에 충돌구가 적은 이유라고 합니다.
달의 지각은 주로 사장석으로 이루어져 있는데 사장석은 맨틀에서 알루미늄과 칼슘이 압축된 뒤 규산염과 결합되어 생겨났습니다.
달이 식으면서 달 뒷면에 있던 이 원소들은 먼저 압축되어 전면보다 두꺼운 지각을 형성했습니다. 정면부를 타격한 유성체들은 종종 얇은 지각을 뚫고 들어가 내부에 있던 현무암질 용암을 흘러나오게 하여 바다 지형을 만들었으나, 뒷면에서는 지각을 관통하는 일이 거의 없었을 것이라고 판다고하 있습니다.
드디어, 달 앞면 & 뒷면 탐사가 시작되었다!
1950년대 후반까지 달의 뒷면에 대하여 알려진 것은 거의 없었습니다.
달의 칭동이 주기적으로 달 뒷면 중 일부를 보여주었지만 관측 가능한 부분은 달 표면 전체 중 59%까지가 한계였습니다.
게다가 이렇게 가끔 보이는 부분조차 작은 시야각에서만 보였기에 유용한 관측을 하기 힘들었습니다.
뒷면 중 남은 82% 면적은 밝혀지지 않은 채로 남아 있었고 그 속성들은 추측에 크게 의존했었습니다.
동쪽의 바다는 칭동으로 볼 수 있는 달 뒷면 지형 중 하나이고,.
이 지형은 지름이 거의 1,000km에 이르는 거대한 충돌 분지이나, 1906년 율리우스 프란츠가 Der Mond에 명칭을 발표하기 전까지 어떤 이름도 붙지 않았었습니다.
1960년대에 보정된 사진들을 구체(球體)에 투사하여 이 분지의 실체를 밝혀냈습니다.
1967년 루나 오비터 4호가 동쪽의 바다를 정교한 품질로 촬영하기도 했습니다.
우주 탐사가 시작되기 전에 천문학자들은 달의 뒷면이 지구에서 보이는 앞면과 많이 다를 거라고 생각하지 못했었습니다.1959년 10월 7일 소련 탐사선 루나 3호가 달 뒷면의 사진들을 최초로 찍었습니다.
소련 우주 탐사선이 달 뒷면의 주요 지형 다수를 발견했기 때문에 소련 과학자들이 이 지형들에 이름을 붙였습니다. 이 작명들이 일부 논란을 일으켜서, 이후 국제천문연맹은 달 뒷면 지형에 이름을 붙이는 임무를 맡았습니다. 다만 소련 시절 붙인 이름 다수는 변경하지 않고 그대로 존치했습니다.
1962년 4월 26일 NASA의 레인저 4호 우주 탐사선은 달 뒷면에 충돌한 최초의 우주선으로 기록되었으며 충돌 전 과학적 자료를 전송하는 데 실패했습니다.
1966년부터 1967년까지 미국 NASA가 발사한 무인 루나 오비터 프로그램은 최초로 달 뒷면 지형을 본격적으로 종합적이고 자세하게 지도로 만드는 연구를 수행했습니다.
프로그램 최후의 탐사선 루나 오비터 5호가 뒷면 지형 대부분에 대한정보를 제공했습니다.
달 뒷면을 맨눈으로 최초로 본 인류는 1968년 아폴로 8호 미션을 수행한 승무원들입니다. 우주비행사 윌리엄 앤더스는 그 장면을 다음과 같이 묘사했습니다.
“달 뒤쪽은 우리 아이들이 한참 동안 놀고 난 뒤의 모래산처럼 보여요. 호되게 얻어맞았고, 명확한 경계도 없으며, 혹과 구멍 투성이일 뿐입니다.
The backside looks like a sand pile my kids have played in for some time. It's all beat up, no definition, just a lot of bumps and holes.”
아폴로 8호 및 아폴로 10호부터 17호까지 승무원 모두가 달 뒷면을 목격했고 여러 달 탐사선들이 뒷면의 모습을 사진으로 남겼습니다. 달 뒤를 지나가는 우주선은 지구와의 직통 전파통신이 단절되었기에 통신이 재개되는 궤도에 진입할 때까지 기다려야 했습니다. 아폴로 계획 내내 기체가 달 뒤로 넘어갔을 때 서비스 모듈의 주엔진이 점화되었고 지구 관제소는 우주선이 다시 나타나기 전까지 긴장해야 했습니다.
지질학자이자 천문학자이고 이후 달에 마지막으로 발을 딛은 인류가 된 해리슨 슈미트는 탐사선의 착륙지점은 달의 뒷면이어야 하고, 구체적 착륙장소는 용암으로 채워진 치올콥스키 충돌구가 되어야 한다는 공격적 로비를 벌였습니다. 슈미트의 야심찬 제안 중에는 당시 현역 가동 중이었던 TIROS 위성을 기초로 한 특수 통신위성이 있었습니다.
그는 이 위성을 L2점 근처 파쿠하-리사주 헤일로 궤도에 띄워 탐사선이 엔진점화 착륙 및 달표면 탐사작업을 수행하면서 지구와 교신할 수 있는 상태를 유지하자고 제안했지만, NASA 임원진은 위험성이 가중된다고 판단했고 자금도 부족했기 때문에 이 계획들을 기각했었습니다.
2019년 1월 3일 중화인민공화국 중국국가항천국의 창어 4호가 인류 역사상 처음으로 달 뒷면 남극 에이트켄 분지 내에 있는 본 카르만 충돌구에 연착륙하는 데에 성공했습니다.
착륙선에는 저주파 전파 분광기, 지질 연구용 도구가 장착되어 있습니다.
중국국가항천국은 창어 4호를 발사하기 7개월 전 중계위성 췌차오를 먼저 달 뒷면 상공 L2점으로 보내어, 창어 4호가 무사히 착륙하는 데에 도움을 주었습니다.
2019년 5월 16일 중국과학원 국립천문대 리춘라이 연구진은 탐사차 위투 2호의 분석 결과 달의 맨틀 성분으로 알려진 감람석 및 휘석이 분출된 형태로 나와 있었다고 네이처 지에 발표했습니다.
이는 에이트켄 분지가 소행성과 충돌하여 생겨났다는 기존 학계의 주장에 힘을 실어주는 결과였습니다.
달과 달의 뒷면에 이렇게 많은 이야기들이 있습니다.
제가 우주를 좋아해서 앞으로는 우주에 관한 포스팅도 하려고합니다.
