이 책의 구성

이 책은 인류가 우리 태양계 조사를 목적으로 쏘아올린 우주 탐사선의 관점에서 기술되었다. 이 책에 실린 거의 대부분의 사진들이 이들 탐사선들에 의해 촬영되었는데, 이 사진들은 실제로 우리가 직접 그 행성들이나 다른 천체를 방문할 때 느낄 수 있는 것과 같은 생동감을 전달해 준다.
이 책은 태양에서 가까운 순서가 아니라, 지금까지 우리 인류가 천체를 탐사해 온 순서대로 씌어졌다. 즉, 지구 궤도를 도는 인공위성에서 촬영한 지구와 달 사진을 첫 번째로 소개하고, 그 다음 금성을 비롯한 다른 내행성 사진들을 소개했다. 그리고 마지막으로 외태양계의 거대 가스행성 사진들을 목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 순서로 소개했다. 물론, 이런 도정(道程) 중에 맞닥뜨린 각 행성들에 딸린 위성들과 소행성들의 사진들도 소개되었으며, 그리고 제일 중요한 태양 사진들의 소개도 빠뜨리지 않았다.
숨을 멎게 하는 장엄한 광경을 담은 이 책의 사진들은 미국 항공 우주국(NASA), 유럽 우주국(ESA), 그리고 일본 항공우주탐사국(JAXA)의 사진자료 파일에서 엄선되었다. 저자인 마이클 벤슨(Michael Benson)은 사진 설명과 함께 촬영된 천체들에 대한 유용한 지식을 설명해 준다. 달의 반대편 사진에서부터 화성의 붉은 사막, 토성의 영묘한 고리들, 그리고 해왕성의 짙푸른 구름 사진에 이르기까지, 태양 주위를 마치 거대한 시계장치처럼 회전하고 있는 천체들이 보여주는 놀랍도록 다양한 모습들을, 여러분은 이 사진 여행을 통해 보게 될 것이다. 태양계의 천체들을 가까이에서 바라보면 어떤 모습일까 궁금해 했던 독자들에게 이 우주 탐사 사진집은 호기심을 충족시켜 주고 상상력을 자극해 줄 좋은 교재가 될 것이다.

본문 내용

인류는 맨 처음 지구상에 출현한 이래 매혹과 경외심을 갖고 하늘을 관찰해 왔다. 인공적인 전기 조명이 등장하면서 우리의 관심은 주변의 가까운 것들로 쏠리게 되었지만, 태양과 달, 그리고 반짝이는 별들과 행성들에 대해 인류는 아주 오래 전부터 호기심을 가져왔다.
지구에서 관찰한 정보를 바탕으로 그 동안 우주에 관해 많은 이론들이 제기되었다. 오늘날 기록으로 남길 수 있는 문자가 존재하기 이전의 대부분의 이론들은 이미 잊혀졌다. 하지만 태초의 조상들이 호기심과 상상력을 가지고 밤하늘을 관찰하며, 하늘에 대한 이론과 신조를 만들 만큼의 지적인 능력이 충분했을 것이라고 생각한다.
오늘날에도 인류는 끊임없이 별을 관찰한다. 21세기 문명의 휘황찬란한 도시의 상공에서 별과 행성들을 찾아보기는 어렵지만, 그런 인공 불빛에서 벗어나면 우리는 아직도 맑은 날 밤하늘에서 수없이 반짝이는 별빛을 관측할 수 있다. 그리고 이제 우리는 조상들이 꿈에서나 그리던 경이로운 도구와 장치들을 이용해 천체를 탐구할 수 있다.
그 중에서도 가장 최근에 발명된 것이 우주탐사선, 또는 무인 우주선입니다. 이 책에 실린 대부분의 사진들이 바로 이와 같은 무인 우주선들에 의해 촬영되었다. 50년 이상 우주탐사가 이루어진 지금, 선조들과 비교해 볼 때 행성들에 대한 우리의 지식은 상대적으로 엄청나다고 할 수 있다. 하지만 절대적인 기준으로 보면, 우리는 이제 막 그 천체들을 이해하기 시작했을 뿐이다.
이 책은 태양에서 가까운 순서(수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성)가 아니라 무인 우주선이 태양계 행성들을 조사하는 순서(지구와 달, 금성, 태양, 수성, 화성, 소행성들, 목성계, 토성, 천왕성, 해왕성)로 씌어졌다.
이렇게 한 이유는 무엇보다도 우주에서 촬영된 최초의 천체인 우리의 고향 지구와 그 위성인 달부터 시작하는 것이 옳다고 생각했기 때문이다. 그 다음으로 우리 로봇 탐사선들이 행성을 방문한 역사적인 기록의 순서를 좇아서 써야 한다고 생각했다. 무인 우주선은 달 다음에 수성, 금성, 그리고 화성과 같은 내행성들을 방문했다.
이 중에서 최초로 성공적인 탐사가 이루어진 행성은 금성이다. 그리고 얼마 지나지 않아 화성과 수성에 무인 우주선이 도달했다. 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 거대한 외행성들은 그 다음에야 탐사선을 보낼 수 있었다. 그 대표적인 사례가 1970년대와 1980년대 두 차례에 걸쳐 이루어진 눈부신 보이저호 탐색 임무로, 네 개의 ‘거대 가스 행성들’이 일렬로 늘어서는 특별한 기회를 잘 이용해 탐사선들은 네 행성 모두를 차례대로 지나며 관찰할 수 있었다.
하지만 내가 이 책을 이런 식으로 기술한 데는 또 다른 이유가 있다. 지구에서 직접 목성이나 토성을 향해 우주탐사선을 보내기 위해서는 엄청난 로켓 추진력이 필요하다. 그래서 1980년대 말에 미국항공우주국(NASA)의 전문가들은 최대한 에너지를 절약하는 묘안을 생각해 냈다. 우주탐사선이 지구-금성-지구-외행성 순서로 운?하도록 한다는 것이다. 이런 우주 비행은 금성이 지구보다 안쪽 궤도에서 공전하기 때문에 가능하다. NASA 전문가들은 우주선이 행성처럼 질량이 큰 물체 옆을 지나갈 때마다 그 운행 속도가 빨라진다는 사실에 착안하여 이런 방법을 개발했다.
어떤 의미에서 그렇게 행성 주변을 지나는 순간에 투석기 원리가 적용된다고 볼 수 있는데, 우주선을 끌어당기는 행성의 인력을 투석기의 지렛대, 그리고 우주선은 재워진 돌멩이로 볼 수 있다. 이렇게 해서, 매우 큰 우주탐사선도 상대적으로 작은 로켓 엔진만으로 목성이나 토성에 보낼 수 있다. 이런 식으로 이루어진 두 번의 탐사 사례가 이 책에서 소개될 것이다.
지난 50년 동안 이루어진 다양한 궤적의 우주 탐사에 의해 확보된 사진들이 이 책에 수록되어 있다. 하지만 조금 전에 설명한 것과 같이 나는 이 책에서 일단 지구 안쪽 궤도로 진입했다가 다시 바깥 궤도로 향하는, 외행성 여행의 효율적인 궤적을 따라 우리 태양계 천체들을 소개할 것이다.
이 여행은 지구를 출발점으로 하여 금성과 빛이 작렬하는 태양을 향한 다음 내태양계의 나머지 수성, 화성 같은 ‘지구형’ 행성들을 지나 외태양계에 속한 ‘거대 가스 행성들’과 그들의 위성들을 조사하기 위한 궤적을 따를 것이다. 왜 수성은 태양 전에 오지 않고 그 다음에 오는가? 내가 가상으로 기획한 우주여행에서 우리의 우주탐사선은 수성과 화성이 마침 지구와 금성에서 보아 태양 반대쪽에 있을 때 발사되기 때문이다.
이 책은 화보를 앞세워 우리 태양계 탐사를 통해 수확한 놀라운 과학적 성과를 소개하려는 의도로 기획된 과학도서가 아니다. 그보다는 우리의 중심별인 태양 주위로 마치 거대한 시계태엽 장치처럼 돌아가는 놀라울 정도로 다채로운 여러 천체들의 풍광을 소개하는 사진집에 가깝다.
따라서 이 책은 무인우주탐사로부터 얻은 성과들이 단지 과학사의 영역에만 국한되는 것이 아니라 사진의 역사 측면에서도 높이 평가될 수 있다는 주장을 담고 있다. 이 책의 본문이 때때로 사진의 부수적인 내용인 것처럼 느껴질 수 있는데, 사실 그게 바로 내가 의도했던 바이다. 만일 독자들이 우주선의 유리 창문을 통해 우주의 괴기스럽고도 매혹적인 광경들을 보는 것 같은 느낌을 받게 된다면, 나는 이 책이 크게 성공했다고 말할 수 있을 것이다.

마이클 벤슨의 한 마디

나는 지난 50년간 무인 우주선에서 촬영한 우리 태양계의 가장 매혹적인 천체 사진들 중 엄선된 것들을 이 책에 소개하고자 했다. 시각적으로 판단하여 가장 획기적이고, 매혹적인 사진들을 우선적으로 골랐다. 나는 가급적 독자들이 우리 태양계 천체들에 직접 다가갔을 때 느낄 수 있는 정도의 생생한 감동을 전달해 주고자 노력했다. 우주 관측탐사에 의해 얻어진 이 굉장한 인류의 유산이 천문학이나 행성 과학적인 측면에서 가치가 있을 뿐 아니라 사진의 역사에서도 한 획을 긋는 것임에 틀림없다. 이 책에 실린 사진 설명문에는 사진을 찍은 우주선의 이름이 사진 찍은 날짜와 함께 명기되어 있다.
사진들 중 일부는 NASA의 홈페이지에서 사용했으며, 인쇄 상태를 좋게 하기 위한 디지털 이미지 처리를 했다. 다른 사진들은 NASA의 우주탐사 사진 기록이 망라되어 있는 PDS 이미징 노드(Imaging Node)와 같이 포괄적인 웹 사이트 등에 보관되어 있는 수만 장의 원 자료들을 일일이 조사해서 찾아냈다. 이 책에 소개된 몇몇 사진은 서로 다른 원 자료들을 이미징 프로세스하여 모자이크로 재구성한 것이다. 모자이크로 만들어진 사진들은 사진 설명문에 명기했다. 모자이크 사진의 색상 데이터 처리는 미 지질 조사국(U.S. Geological Survey)의 폴 가이슬러(Paul Geissler)박사의 헌신적인 도움을 받아 이루어졌다.
보다 생생한 사진을 만들기 위해 비정통적인 빛의 파장이나 심지어 눈에 보이지 않는 레이더의 전자기 펄스 등이 사용되었다. 예를 들면, 몇몇 사진은 태양의 가시광선이 아니라 엑스레이를 표시하였고, 한 금성 사진에서는 통상적인 빛의 가시광 파장대만을 기록했을 때보다 더 뚜렷한 구름 형상을 보여주기 위해 자외선 파장 영역을 사용했다.
그리고 몇 장의 사진은 뛰어난 이미지 프로세스 전문가들인 캘빈 J. 해밀턴과 고단 우가르코빅으로부터 입수했다. 이 자리를 빌려 이들의 협조와 기여에 감사한다. 마지막으로 이 책에 수록된 모든 사진들이 수십 년에 걸친 NASA와 ESA(유럽 항공우주국), 그리고 JAXA(일본 항공우주탐사국) 안팎에서 활동한 수천 명의 행성 과학자들과 공학자들의 끈기 있고 창조적인 노력의 산물임을 밝힌다.
아마도 눈치 빠른 독자들은 이 책에 우리 태양계 내에 존재하는 두 종류의 천체들인 혜성과 왜행성이 누락되어 있음을 간파했을 것이다. 왜행성은 2006년 국제천문연맹(IAU)에서 처음 규정한 천체로 이제 명왕성도 그 부류에 속한다.
혜성과 왜행성을 이 책에서 다루지 않은 이유는 무엇보다도 선명한 사진들이 존재하지 않기 때문이다. 비록 많은 혜성 사진이 존재하긴 쿇지만, 이 책에서 주로 다루고자 했던 무인 우주탐사선에 의해 촬영된 사진은 없어 기획 초기 단계에서 제외했다. 이런 문제는 이제 몇 년만 지나면 해결될 전망이다. 2014년에 뛰어난 고해상도의 카메라가 탑재된 ESA의 무인 우주탐사선 로제타(Rosetta)호가 67P/추류모프-게라시멘코(67P/Churyumov-Gerasimenko)라 불리는 혜성을 탐사할 예정이다. 로제타호에는 혜성에 내려 보낼 착륙선도 실려 있다. 그 다음 해에는 NASA의 우주 탐사선 뉴 호라이즌(New Horizon)호가 왜행성인 명왕성과 위성 챠론(Charon)을 탐사한다. 이 우주 탐사선에도 역시 고해상도의 카메라가 실려 있다. 명왕성 탐사 이후 뉴 호라이즌호는 KBO라고 불리는 훨씬 멀리 떨어진 신비한 천체들의 사진촬영 임무를 수행할 예정이다. KBO는 동결된 메탄, 암모니아, 물로 구성된 작은 얼음덩어리로 생각되는 새로운 형태의 태양계 천체로서, 현재 그 정보가 빈약하고 확보된 뚜렷한 사진도 없어 이 탐사에 거는 기대가 자못 크다.