▲ 토성의 위성인 '타이탄'

미국 항공우주국(NASA)이 향후 20년안에 토성의 위성인 ‘타이탄’에 로봇 잠수함을 보내 타이탄의 바다를 탐사하는 프로젝트를 추진하고 있다.

‘라이브 사이언스에 따르면 NASA는 워싱턴주립대학 연구진과 협력해 타이탄의 바다에 로봇 잠수함을 보내 타이탄의 해양과 대기를 연구하는 프로젝트를 진행한다. 토성의 위성인 타이탄은 질소로 이뤄진 대기권과 탄화수소로 가득한 바다로 이뤄져 있다. 메탄올과 에탄올 등 액체로 구성되어 있으며 온도는 영하 184도다. 소금물로 이뤄진 지구의 바다와 달리 타이탄의 바다는 균일한 성분으로 이뤄지지 않고 바다에 따라 상이하다.

NASA와 워싱턴주립대학 과학자들은 타이탄에 로봇 잠수함을 보내 타이탄의 바다가 대기와 어떻게 교류하는지에 관해 연구할 계획이다. 워싱턴주립대 재료과학자인 ‘이안 리차드슨(Ian Richardson)’은 로봇 잠수함이 활동하는 환경을 이해하기 위해 타이탄의 바다를 모방한 시뮬레이터를 제작해 실험을 진행 중이다.

이안 리차드슨은 “지구와 달리 타이탄 대기권의 98% 이상을 차지하는 질소는 바다에 잘 융해되지 않는 성질을 갖고 있다”며 “15~20%의 융해된 질소를 얻을 수 있을 것”이라며 이는 로봇잠수함의 프로펠러와 밸라스트(ballast) 시스템에 영향을 미친다고 말했다.

▲ 로봇 잠수함이 타이탄의 바다를 항행하는 상상도

이안 리치드슨 등 연구진은 타이탄의 바다를 시뮬레이션하기 위해 대학 실험실내에 압력 체임버를 만들어 질소 가스로 펌프질하고, 1리터 정도의 액체 상태 에탄올과 메탄을 채웠다. 온도도 영하 184도로 맞췄다. 액체 속에는 실린더 형태의 히터를 넣었다. 로봇 잠수함에서 발생하는 열이 바다에 어떤 영향을 미치는지 파악하기 위해서다. 열은 로봇 잠수함 근처 액체에 녹아있는 질소와 만나 거품을 만들어낼 수 있다. 질소 거품은 잠수함의 부상이나 추진시스템에 악영향을 미칠 가능성이 제기된다. 이안 리차드슨의 시뮬레이터는 타이탄의 서로 다른 바다의 화학 성분을 반영하고 있다

▲ 로봇잠수함의 구조

로봇 잠수함 계획이 공식 승인을 받으면 NASA는 2030년대 중반에 토성에 탐사선을 발사할 예정이다. 실제 토성계 시스템에 도착하는 시간은 2030년대말이나 2040년대 초반이 될 것으로 예상된다

현재 NASA는 2개의 탐사선을 계획하고 있다. 하나는 길이 6미터의 로봇 잠수함이고, 다른 하나는 ‘타이탄 터틀(Titan Turtle)’이라고 불리는 자율로봇이다.