▲ 이미지 출처: NASA의 Scientific Visualization Studio

우리는 우주에서 홀로 존재할까? 예 또는 아니오에 관계없이 누구의 대답이 철학적으로 과학적으로 우리 세계를 핵심으로 흔들어 놓을 것인지에 대한 질문이다.

 

이 사실을 알아내기 위해 과학자들은 오랫동안 강력한 전파망원경을 우주로 바꾸어 왔다. 이론은 우리와 마찬가지로 다른 지적인 종들도 기술 문명의 뚜렷한 "부자연스러운"신호로 전파신호를 방송하고 있다는 것이다.

 

하지만 수십 년간의 의도적인 청취에도 불구하고 우리는 아직 아무것도 선택하지 못했다. 서호주의 Murchison Widefield Array 전파 망원경(현재까지 가장 광범위한 망원경 중 하나)이 최근 천만 개의 별을 조사한 결과 과학자들은 주목할 만한 내용이 없다. 

 

다들 어디 있을까?

 

이론은 많지만 한 가지 가능성은 우리가 충분히 보지 못했다는 것이다. 수 천억 개의 별과 수많은 행성이 있는 우리 은하는 매우 큰 곳이다. Murchison 조사를 실시한 과학자들은 마치 바다에 있는 수영장 크기의 지역을 찾는 것과 같다고 말했다. 바늘을 찾을 때 더 많은 짚을 걸러내야 할 수도 있다.

   

하지만 문제가 있다.

 

이론상 적어도 SETI가 검색하는 신호와 유사한 우리 문명의 끊임없는 라디오 수다는 점점 더 커지고 있어 과학자들이 지역 소음을 걸러내는 것이 훨씬 더 어려워지고 있다. 연구자들은 인간의 신호를 제거하는 기술과 소프트웨어를 가지고 있지만 일부는 더 급진적인 해결책을 제안하고 있다. 소음에서 완전히 벗어날 수 있을까?

 

문명에서 멀어질수록(호주 아웃백 또는 칠레의 아타카마 사막) 수다는 점점 사라진다. 그리고 이 추론을 끝까지 계속 따라가면 가장 깊은 침묵이 있는 곳, 즉 달의 먼 쪽에 도착하게 된다. 

 

따라서 과학자들이 수년 동안 달의 천문대를 꿈꿔 왔다는 것은 놀라운 일이 아니다. 똑같이 놀라운 것은 그러한 전망대가 아직 존재하지 않는다는 사실이다.

 

그러나 Eric Michaud, Andrew Siemion, Jamie Drew, Pete Worden이 저술한 최근 논문은 달 또는 달 궤도에 있는 SETI (외계 정보 검색) 천문대에 대한 사례를 제시한다. 특히 그들은 그러한 프로젝트가 아마도 처음으로 타당성에 접근하고 있다고 제안한다.

 

먼 쪽의 SETI

 

달의 먼 쪽은 몇 가지 이유로 다른 문명의 무선 신호를 검색하기에 이상적인 장소이다.

 

언급했듯이 첫 번째는 절묘한 무선 침묵이다. Breakthrough Listen 논문에 인용된 천문학자 Phillipe Zarka는 "음력 밤 동안 달의 먼 쪽은 우리 지역 우주에서 가장 전파가 조용한 곳이다."고 말한다. 그리고 인간의 무선 신호의 경우 이것은 영구적인 상태이다. 달은 조석으로 잠겨 있으므로 먼 쪽은 항상 지구에서 멀어진다.

 

얼마나 조용할까?

 

저자들에 따르면 1970년대 초 NASA 궤도선은 위성이 달 뒤를 지나면서 지구로부터의 무선 소음이 1~3배 감소했다는 사실을 발견했다. 시뮬레이션은 이 효과가 달 표면에서 훨씬 더 클 것이라고 제안한다. 한 연구에 따르면 Daedalus 분화구 근처에서 지구로부터의 일부 무선 신호가 10배(100억 배)까지 감소할 것이라고 한다. 인간 기원의 유일한 전파 간섭은 태양계의 다른 곳에서 탐사선과 탐사선에서 발생한다. 물론 지구 궤도보다 훨씬 적다.

 

인간의 무선 간섭이 거의 없는 환경에 추가된 음력의 밤은 2주 동안 지속되어 시청 시간을 연장할 수 있다. 그리고 상단의 체리: 달의 천문대는 지구의 전리층에 의해 차단되는 전파 스펙트럼의 일부에서 파장을 감지할 수 있다.

 

이러한 속성을 함께 사용하면 달이 SETI에게 가장 바람직한 목적지가 된다. 실제로 이를 활용하는 천문대에 자금을 지원하고 구축하는 방법을 알아낼 수 있다.

 

이 문서는 두 가지 옵션에 대해 설명한다. 

 

달의 아레시보

 

가장 쉬운 경로는 달 궤도에 망원경을 배치하는 것이다.

 

궤도 탐사선은 달 뒤에서 오는 신호를 찾기 위해 하늘을 스캔하여 먼 쪽의 전파 고요함을 활용하고 지구가 다시 나타날 때 데이터를 전달한다. 역사적으로 천문학적인 우주비행 비용과 관련하여 그러한 임무는 곧 시작될 것이다. 더 좋은 점은 착륙 시도에 실패할 가능성이 없는 위험을 감수하지 않는 것이다. 

 

그러나 궤도선에는 희생이 따른다. 관찰 기간은 몇 주가 아닌 몇 시간이다. 그리고 궤도의 상대적인 고요함은 표면의 고요함 근처 어디에도 없을 것이다.

 

따라서 궤도선은 더 야심 찬 프로젝트를 위한 길을 열 수 있다.

 

최상의 관측을 위해 달 저편의 분화구보다 더 좋은 곳은 없다. 음력의 밤은 길고 전파 수다는 거의 존재하지 않다. 거기에 거대한 전파 망원경을 만들 수도 있다.

 

SETI에 사용되고 영화 Contact로 유명해진 아레시보 천문대는 푸에르토 리코 산에서 자연적으로 발생하는 우울증에 지어졌다. 우리는 마찬가지로 달의 분화구에 달 전파 망원경을 만들 수 있다. 그러나 아레시보의 요리는 축구장 3개 너비인 반면 달의 낮은 중력 덕분에 달의 아레시보는 3배 더 넓을 수 있다.

 

NASA는 최근에 전에는 결코 탐험하지 못했던 파장으로 초기 우주를 관측할 수있는 전파 망원경을 위한 두 개의 가능한 달 관측소에 대한 연구에 자금을 지원했다. 제안 중 하나인 LCRT (Lunar Crater Radio Telescope)는 로봇 탐사선이 달의 아레시보처럼 달의 먼 쪽 분화구 바닥에 킬로미터 너비의 전파 망원경을 조립할 수 있다고 제안한다. 현존하는 가장 큰 망원경이 될 것이다.

 

 

 

 

이미지 출처: Saptarshi Bandyopadhyay / NASA JPL

 

명백한 장점에도 불구하고 표면의 망원경에도 단점이 있다.

 

달 착륙선은 더 복잡하고 비싸며 실패 위험이 높다. 이 논문은 또한 태양 전지판이 쓸모 없는 2주간의 음력 밤 동안 관측이 이루어지기 때문에 망원경에 상당한 전력 저장이 필요할 것이라고 지적한다. 배터리 팩은 고가의 화물이므로 시청 시간이 제한될 수 있다. 또한 지구에서 볼 때 숨겨져 있는 망원경은 관측을 집으로 전달하기 위해 궤도를 도는 위성이 필요하다. 그럼에도 불구하고 저자들은 그러한 임무가 실용성에 접근하고 있을 것이라고 썼다.

 

왜 지금인가?

 

아이러니하게도 그러한 달 천문대가 조만간 도착할 수 있었던 이유는 SETI가 애초에 그것들을 필요로 하는 것과 같은 이유이다.

 

RocketLab 및 SpaceX와 같은 저가 위성 및 발사 서비스는 지구의 하늘이 붐비고 있음을 의미한다. SpaceX의 Starlink는 단독으로 수백 개의 인터넷 위성을 궤도로 발사했으며 수천 개 이상의 위성을 계획하고 있다. SETI 관측은 의심할 여지없이 미래에 더 많은 소음과 경쟁해야 할 것이다.

 

그러나 이와 병행하여 낮은 발사 비용과 더 저렴하고 작지만 여전히 효과적인 위성의 출현은 궤도선과 착륙선을 달에 보내는 것이 1960년대에 있었던 수십억 달러 프로젝트가 아님을 의미한다. 실제로 지구 궤도를 넘어 수천만 달러의 페이로드를 보낼 수 있게 될 것이다. 달 탐사에 대한 NASA의 증가하는 욕구와 함께 LCRT 제안에 있는 것과 같은 건설을 자동화하기 위해 더 많은 능력을 갖춘 로봇을 추가하면 한때 비현실적인 것으로 간주된 새로운 프로젝트를 위한 여지가 있을 수 있다.

 

“천문학의 미래는 대부분 우주에 있을 것이다.”라고 Siemion은 말했다. "우주에 대한 접근이 더 저렴해지고 민주화됨에 따라 천문학이 그곳으로 이동할 것이며, 그 중 많은 부분이 달 표면에서 이루어질 것이라고 생각한다."고 전한다.

 

먼 쪽에 있는 SETI 천문대를 언제(또는 그럴지) 알 수는 없지만 침묵을 찾는 것은 가치 있는 이유이다. 우리가 전화를 들을 수 없다는 이유만으로 ET의 전화를 놓친 것은 부끄러운 일이다.