수성, 금성, 화성은 우리 태양계에서 토성 이후로 위치한 작은 행성들로, 각각의 고유한 특징과 미스터리를 가지고 있습니다. 이 작은 행성들은 태양에서 먼 위치와 다양한 환경으로, 과학자들에게 우주의 다양성과 진화를 연구하는 데 중요한 힌트를 제공합니다. 이 글에서는 수성, 금성, 화성의 특징과 탐사 내용을 탐구하고, 이 행성들이 우리 태양계의 이해를 확장하는 데 어떤 역할을 하는지 알아보겠습니다.
수성
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수성은 태양에 가장 가까운 궤도를 그리는 행성입니다. 태양계의 행성 중에 제일 작은데, 그 중 절반이 철로 이루어져 있어 밀도가 가장 높은 행성이기도 하다.
적도 반지름 약2440km (지구의 약 40%)
질량 약 3×10의20승 톤 (지구의 약 18분의 1)
평균 공전 반지름 약 0.4AU
공전 주기 약 88일
자전 주기 약 58.7일
달처럼 크레이터가 아주 많고 크레이터는 베토벤, 르누아르 등 예술가의 이름이 붙은 것이 많습니다. 태양과 아주 가까운 수성은 일몰 직후나 일출 직전에만 관측할 수 있어서 찾으면 행운입니다.
수성의 극단적인 환경
수성의 표면은 극단적인 온도 변화를 경험합니다. 낮에는 태양열로 인해 표면 온도가 약 430도 섭씨까지 상승하지만, 밤에는 온도가 급격히 떨어져 -180도 섭씨까지 내려가는데 이러한 극단적인 온도 변화는 수성의 얇은 대기층 때문입니다.
수성의 하루는 176일?
수성의 공전 주기는 약 88일, 자전 주기는 약 58.7일입니다. 수성은 1회 공전하는 동안 1.5회 자전하기 때문에 수성의 하루는 지구의 약 176일에 해당합니다. ‘낮’이 88일 이어진 후에 ‘밤’이 88일 이어집니다. 1회 공전하면 검은 점이 태양과 반대 방향이 되는데 즉 반나절이 88일인 것입니다. 낮이 88일이나 이어지기 때문에 표면 온도는 약 350ºC나 되고 반대로 밤이 되면 약 -170ºC까지 온도가 내려갑니다.
수성 탐사의 역사
수성을 탐사한 주요 우주선으로는 NASA의 메신저(MESSENGER)가 있는데 메신저는 수성의 지질, 자기장, 그리고 얇은 대기를 연구했습니다. 이를 통해 수성이 과거에는 지금보다 훨씬 더 활발한 지질 활동을 했을 가능성이 제기되었습니다.
금성
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금성은 태양에 두 번째로 가까운 궤도를 도는 행성입니다. 크기와 질량이 지구와 몹시 비슷한 ‘ 쌍둥이’같은 별인데, 사실은 이산화탄소를 주성분으로 한 두꺼운 대기가 뒤덮고 있어 표면 온도가 450ºC나 되는 아주 뜨거운 행성입니다.
적도 반지름 약 6100km (지구의 95%)
질량 5×10의 21승 톤 (지구의 약 0.8배)
평균 공전 반지름 약0.7AU
공전 주기 약 225일
자전 주기 약 243일
이산화탄소를 주성분으로 한 대기는 90기압 (지구의 90배)이나 되고 금성은 두꺼운 대기 때문에 온실 효과가 나타나서 아주 뜨겁습니다. 금성이 무척 밝게 빛나 보이는 이유는 금성의 두꺼운 대기가 태양 빛을 대부분 반사하기 때문입니다.
금성의 온실 효과
금성의 대기는 주로 이산화탄소로 이루어져 있으며, 높은 대기압과 온실 효과로 인해 표면 온도는 약 465도 섭씨에 달합니다. 이는 금성이 태양계에서 가장 뜨거운 행성임을 의미합니다.
슈퍼로테이션
금성에서는 자전 속도보다 훨씬 빠른 폭풍이 전체적으로 불고 있는데 이 수수께끼 같은 폭풍을 슈퍼 로테이션이라고 부릅니다.
금성은 243일에 1회 자전합니다. (무척 느립니다.)
금성의 자전 속도는 적도 부근에서 초속 약 1.6m
금성 전체에 최대 초속 100m에 달하는 폭풍이 불고 있습니다. (자전 속도의 약 60배)
지구의 자전 속도는 적도 부근에서 초속 약 460m
지구에서도 편서풍 등은 초속 100m에 달하지만 자전 속도보다는 훨씬 느립니다.
‘자전 속도보다 빠른 바람은 불지 않는다.’가 기상학의 상식이기 때문에 금성의 폭풍은 어떻게 빠를 수 있는지 아직 밝혀지지 않았습니다.
금성도 달처럼 차고 이지러진다?
금성은 달과 마찬가지로 태양 빛을 반사해서 빛나기 때문에 지구와의 위치 변화에 따라 태양에 비치는 부분이 다르게 보여서 차고 이지러집니다. 또, 금성과 지구의 거리 역시 크게 달라지기 때문에 겉으로 보이는 크기 또한 변화합니다. 배율이 10배 정도 되는 쌍안경을 쓰면 금성이 차고 이지러지는 모습을 관측할 수 있습니다. 지구에서 봤을 때 금성이 제일 밝게 빛나는 상태 일때는 금성이 초승달 모양으로 보일 때입니다.
금성 탐사의 발자취
금성은 여러 우주 탐사선에 의해 탐사되었습니다. 소련의 베네라 프로그램, 미국의 매지란 탐사선 등이 금성의 밀도 높은 대기와 지형을 연구했는데 이들 탐사는 금성의 화산 활동과 복잡한 지형을 밝혀냈습니다.
화성
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화성은 지구 바로 바깥쪽 궤도를 도는 태양계 제4행성입니다. 현재의 화성은 춥고 건조하지만, 예전에는 바다가 있었던 것으로 추정되기 때문에 화성에서도 생명이 탄생했을 가능성이 있습니다.
적도 반지름 약 3400km (지구의 약 절반)
질량 약 6×10의 20승 톤 (지구의 약 9분의 1)
평균 공전 반지름 약 1.5 AU
공전 주기 약 687일
자전 주기 약 24.6시간
화성의 표면은 산화철(녹슨철)을 포함한 붉은 흙과 바위로 뒤덮여 있기 때문에 붉게 보이고 화성의 북극과 남극에는 얼음과 드라이아이스(이산화탄소 얼음)로 뒤덮인 극관이 보입니다. 화성에는 에베레스트보다 3배 높은 올림포스산, 그랜드 캐니언의 10배 규모인 마리네리스 협곡 등 화성에는 기복이 심한 지형이 아주 많습니다.
화성의 지형과 기후
화성의 표면은 사막과 같은 건조한 지형, 광대한 화산, 그리고 거대한 협곡으로 이루어져 있습니다. 화성의 얇은 대기는 주로 이산화탄소로 구성되어 있으며, 지표 온도는 평균 -60도 섭씨 정도입니다.
포보스/ 데이모스
화성은 위성을 2개 가지고 있다. 제1위성이 포보스, 제2위성이 데이모스입니다. 지구의 위성인 달은 둥글고 무척 크지만, 화성의 두 위성은 훨씬 작고 감자처럼 울퉁불퉁한 모양입니다. 화성에서 보면 포보스는 서쪽에서 동쪽을 향해 빠른 속도로 이동하고 있고, 데이모스는 동쪽에서 서쪽으로 천천히 이동하고 있습니다.
화성대접근
지구와 화성은 약 2년 2개월마다 공전 궤도상에서 가까워지지만 화성의 궤도는 지구의 궤도보다 훨씬 더 눌린 타원을 그리고 있어서, 접근했을 때의 거리가 가장 먼 경우(소접근)와 가장 가까운 경우(대접근)가 있습니다. 화성은 이를 15~17년마다 반복합니다. 화성은 태양의 주위를 약 687일에 1회 공전합니다. 2018년 7월 31일에는 5759만km까지 대접근 했습니다.
화성 접근 시기가 탐사선 발사의 기회?
지구와 화성이 가까워지는 시기에는 탐사선이 짧은 거리를 이동해 화성으로 갈 수 있습니다. 그래서 화성 탐사선은 약 2년 2개월을 주기로 발사되고 있습니다.
화성 탐사의 새로운 지평
화성은 인간이 살 수 있는 다른 행성으로의 이주 가능성 때문에 많은 관심을 받고 있습니다. NASA의 로버들, 유럽 우주국(ESA)의 탐사선 등이 화성의 지질, 기후, 그리고 과거의 생명체 존재 가능성을 탐구하고 있는데 특히, 지속적인 탐사를 통해 화성의 물 존재 여부가 밝혀지고 있으며, 이는 미래의 화성 탐사 및 식민화에 중요한 정보를 제공하고 있습니다.
바이킹
바이킹은 NASA가 화성에 쏘아 올린 두 대의 무인 탐사선으로 1976년에 바이킹 1호와 2호가 연이어 화성에 착륙해서 화성 표면의 흙을 채취해 미생물 등이 있는지 조사했지만, 생명체는 발견되지 않았습니다.
큐리오시티
큐리오시티는 2012년 화성에 착륙한 NASA의 최신 화성 탐사선으로 화성 표면에 소금물이 흐르고 있다는 증거나 옛날에 화성이 생명체가 살 수 있는 환경이었음을 가리키는 증거 등을 찾아냈습니다.
오늘은 수성과 금성, 화성에 대해 알아보았습니다. 수성, 금성, 화성은 각기 다른 환경과 특성을 지니고 있으면서도, 태양계 안에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 다음에 또 흥미로운 내용으로 돌아오겠습니다.