고원으로의 하강: 아폴로 16호 달 착륙 도박 54주년

모든 것을 바꾼 그날

54년 전 오늘, 지구 상공 24만 마일 위에서 오리온(Orion)이라는 이름의 금속제 곤충 같은 우주선이 달 궤도의 칠흑 같은 어둠 속을 떠다니고 있었습니다. 그 안에서 존 영(John Young)과 찰리 듀크(Charlie Duke)는 사형 선고, 혹은 기적을 기다리고 있었습니다. 아폴로 프로그램의 꽃이 될 것으로 기대받던 이 임무는 6시간 동안 문자 그대로 실 하나에 매달린 위태로운 상황이었습니다. 사령선 엔진의 기계적 결함으로 인해 일상적이어야 할 도킹 해제가 일촉즉발의 대치 상황으로 변했기 때문입니다. 엔진이 고장 나면 영과 듀크는 달 착륙에 실패하는 정도가 아니라 심우주에 고립될 것이며, 사령선 캐스퍼(Casper)에 홀로 남아 있던 켄 매팅리(Ken Mattingly) 역시 그들을 집으로 데려올 수 없는 상황이었습니다.

임무 통제 센터(Mission Control)의 긴장감은 숨이 막힐 지경이었습니다. 비행 책임자들은 요동치는 그래프를 응시하며 제멋대로 작동하는 예비 짐벌 모터의 위험성을 계산했습니다. 달에 착륙하는 것 자체가 물리 법칙을 시험하는 도박이었지만, 이번은 차원이 달랐습니다. 이는 임무 규정을 기술적으로 위반하는 상황이었습니다. 매뉴얼대로라면 임무를 중단했어야 했습니다. 하지만 아폴로 16호는 달랐습니다. 단순한 착륙이 아니라, 달의 화산 활동의 비밀을 간직하고 있다고 과학자들이 믿었던 거칠고 험준한 산악 지대인 데카르트 고원(Descartes Highlands)으로의 여정이었기 때문입니다. 이제 와서 돌아선다는 것은 우주 시대의 가장 중요한 지질학적 질문들을 미해결 상태로 남겨두는 것을 의미했습니다.

마침내 "가라(Go)"라는 명령이 떨어졌습니다. 1972년 4월 20일 오후 9시 23분(EST), 압력복을 입은 역대 가장 침착한 조종사 중 한 명인 존 영은 은빛 먼지 폭풍을 뚫고 오리온을 착륙시켰습니다. 착륙선의 다리가 달 표면에 안착하자 영은 고원의 굽이치는 언덕과 톱니 모양의 분화구를 바라보며 나지막이 읊조렸습니다. "저기 있군, 신비로운 고대의 데카르트. 아폴로 16호가 네 이미지를 바꿔놓을 거야." 그는 자신이 얼마나 정확했는지 미처 알지 못했습니다.

실제로 일어난 일

아폴로 16호의 착륙은 인류 역사상 가장 야심 찬 공학 프로젝트의 마지막에서 두 번째 막이었습니다. 1972년 당시 NASA는 달에 가는 기술을 완벽하게 숙달했지만, 데카르트는 새로운 차원의 도전이었습니다. 이전 임무들이 방문했던 평탄한 현무암질의 '바다(Maria)'와 달리, 데카르트는 높고 오래되었으며 믿을 수 없을 정도로 험난했습니다. 과학자들은 망원경으로 관찰했던 케일리 평원(Cayley Plains)과 데카르트 지층(Descartes Formation)의 언덕들이 지구의 안데스산맥이나 캐스케이드산맥의 화산 지형과 유사한, 점성이 높은 용암 분출의 결과라고 확신했습니다.

이 임무는 육체적, 과학적 인내의 마라톤이었습니다. 영과 듀크는 달 표면에서 거의 71시간을 보냈는데, 이는 큰 옷장만한 크기의 선실에서 먹고 자고 일하며 3일을 보낸 셈입니다. 그들은 총 20시간이 넘는 세 차례의 선외 활동(EVA)을 수행했습니다. 월면차(LRV)를 타고 16마일을 이동하며 이른바 '문 버기(Moon Buggy)'를 극한까지 몰아붙여 스톤 마운틴(Stone Mountain)의 경사면을 오르고 노스 레이 분화구(North Ray Crater) 가장자리를 훑었습니다.

그러나 임무는 '아폴로 징크스'에 시달렸습니다. 초기 엔진 소동 외에도, 영은 열 흐름 실험을 위한 중요 케이블에 발이 걸려 이를 끊어뜨리고 말았습니다. 이는 가슴 아픈 순간이었습니다. 수개월에 걸친 과학적 계획이 부피가 크고 압력이 가해진 우주복을 입은 상태에서 발을 잘못 딛는 바람에 수포로 돌아갔기 때문입니다. 하지만 이러한 차질에도 불구하고 승무원들은 95.7kg의 달 물질을 수집했고, 이는 결국 과학계를 뒤흔들 지질학적 보물창고가 되었습니다.

그 뒤에 있는 사람들

아폴로 16호의 성공은 성격은 판이하게 다르지만 임무 수행을 위해 완벽한 시너지를 낸 세 명의 어깨에 달려 있었습니다. 존 W. 영은 베테랑 중의 베테랑이었습니다. 제미니 3호, 10호, 아폴로 10호를 거친 그는 말이 없고 전설적인 평정심을 지닌 인물이었습니다. 그는 훗날 최초의 우주 왕복선 비행을 지휘하며 '우주비행사 중의 우주비행사'라는 명성을 굳혔습니다.

찰리 듀크는 팀의 활력소였습니다. 36세의 나이로 달을 밟은 최연소 기록을 세웠습니다. 듀크는 이미 우주 역사의 한 페이지를 장식한 인물이었습니다. 아폴로 11호 착륙 당시 그는 CAPCOM(통신 교신관)으로서 닐 암스트롱에게 "지금 여기 사람들 숨도 못 쉬고 지켜보고 있었어요. 이제 다시 숨이 쉬어지네요."라고 말했던 바로 그 주인공이었습니다. 달 위에서 듀크의 열정은 전염성이 강했습니다. 카메라를 위해 '달 높이뛰기'를 시도하다 뒤로 넘어지며 생명 유지 장치를 덮칠 뻔한 아찔한 순간도 있었는데, 우주복의 압력이 손상되었다면 치명적일 수 있는 사고였습니다.

그리고 켄 매팅리가 있었습니다. 매팅리의 이야기는 구원의 드라마였습니다. 2년 전, 그는 홍역 노출 우려로 발사 72시간을 앞두고 아폴로 13호 승무원에서 제외되었습니다. 그는 지상에서 동료들이 사투를 벌이는 모습을 지켜봐야 했습니다. 이제 마침내 달에 도착한 매팅리는 자신의 가치를 증명했습니다. 그는 사령선 캐스퍼에서 정교한 카메라와 센서들을 운용하며, 친구들이 아래에서 작업하는 동안 전례 없는 정밀도로 달 표면을 매핑했습니다.

지상에서는 아프리카계 미국인 천체물리학자 조지 캐러더스(George Carruthers)와 같은 선구자들이 임무를 지원했습니다. 그가 설계한 원자외선 카메라/분광기는 다른 행성에 설치된 최초의 진정한 천문대였습니다. 영과 듀크가 암석을 찾는 동안, 캐러더스의 카메라는 지구 대기 때문에 보이지 않는 파장대로 지구의 지오코로나(geocorona)와 멀리 떨어진 별들을 포착하여 달이 우주를 관측하기 위한 최고의 플랫폼임을 입증했습니다.

왜 세상은 그렇게 반응했는가

아폴로 16호를 이해하려면 1972년이라는 시대를 이해해야 합니다. 아폴로 11호가 주었던 순수한 경이로움은 '달 피로감'이라는 기묘한 현상으로 퇴색해 있었습니다. 일반적인 미국인에게 달 착륙은 이제 일상이 된 것처럼 보였습니다. 저녁 뉴스는 격화되는 베트남 전쟁과 막 시작되려던 워터게이트 사건의 전조들로 가득 찼습니다. 1969년의 착륙이 세상을 멈추게 했던 것과 달리, 아폴로 16호는 종종 신문의 중간 지면에나 실리는 처지가 되었습니다.

대중의 관심은 시들해졌고 정치적 지지도 마찬가지였습니다. 냉각되는 경제와 국가 우선순위의 변화에 직면한 닉슨 행정부는 이미 계획된 마지막 세 번의 아폴로 임무를 취소했습니다. 워싱턴의 많은 이들에게 아폴로 16호는 케네디 시대의 값비싼 유물이자, 이미 승리한 경주를 다시 한 번 달리는 뒤풀이 정도로 여겨졌습니다. 오리온이 달 표면에 착륙해 있는 동안에도 프로그램은 해체되고 있었습니다.

하지만 과학계 내부의 반응은 피로감과는 정반대였습니다. 그것은 열광적인 흥분이었습니다. NASA는 처음으로 착륙 성공 여부를 증명하는 것에 그치지 않고, 깊이 있는 현장 지질 조사를 수행하고 있었습니다. 이것은 최고 수준의 '순수 과학'이었습니다. 일반 대중의 환호가 없다는 점은 임무 통제 센터의 지질학자들에게는 중요하지 않았습니다. 그들은 영과 듀크가 막 밝혀지려던 미스터리의 한가운데에 서 있다는 사실을 알고 있었기 때문입니다.

우리가 지금 아는 것: 거대한 패러다임의 변화

아폴로 16호의 유산은 우주비행사들이 무엇을 찾지 못했느냐에 의해 정의됩니다. 지구상의 모든 과학자는 영과 듀크가 화산암을 가져올 것이라 기대했습니다. 고대 달 화산 분출의 식은 흔적을 볼 것이라고 예상했습니다. 하지만 그들이 어디를 보든 발견한 것은 '각력암(breccias)'이었습니다.

각력암은 지질학계의 프랑켄슈타인과 같습니다. 다른 암석들의 파편들이 운석 충돌의 엄청난 열과 압력에 의해 부서지고 융합되어 만들어진 암석입니다. 임무가 진행됨에 따라 기존의 화산 지질학설은 무너지기 시작했습니다. 데카르트 고원은 화산이 만든 것이 아니라, 우주에서 쏟아진 불의 비에 의해 형성된 것이었습니다. 이 발견은 행성 과학자들이 달의 역사를 완전히 다시 쓰게 만들었습니다.

아폴로 16호 덕분에 우리는 초기 달이 상상할 수 없을 정도로 폭력적인 곳이었다는 사실을 이제 알고 있습니다. 고원은 달 전체가 '마그마 바다'였던 시기에 형성된 달의 '원래' 지각을 나타냅니다. 이 바다가 식으면서 가벼운 광물들이 위로 떠올라 고원을 형성했습니다. 그 후 수억 년 동안 거대한 소행성들이 이 지각에 충돌하며 표면을 영과 듀크가 수집한 각력암으로 잘게 부수었습니다. 이러한 깨달음은 우리 지구의 초기 역사를 포함한 내태양계 전체에 대한 이해를 바꾸어 놓았습니다.

유산 — 오늘날의 과학을 어떻게 형성했는가

54년이 지난 지금, 아폴로 16호는 박물관의 전시품이 아니라 하나의 기반입니다. 승무원들이 가져온 211파운드의 암석은 1972년 당시 과학자들이 꿈도 꾸지 못했던 기술을 사용하여 오늘날에도 여전히 분석되고 있습니다. 질량 분석법부터 3D X-선 이미징에 이르기까지, 이 샘플들은 달 탄생의 동위원소 비밀과 태양풍의 화학적 구성을 계속해서 밝혀내고 있습니다.

이 임무는 또한 월면 이동성을 테스트하는 최고의 장이었습니다. 고원의 가파른 경사면에서 월면차가 보여준 성능은 현재 화성을 탐사 중인 로봇 로버들을 설계하는 데 필요한 데이터를 제공했으며, 아르테미스(Artemis) 프로그램을 위한 차세대 유인 로버 설계에도 중요한 정보를 제공하고 있습니다. 이번 10년대 후반에 우주비행사들이 달에 다시 돌아갈 때, 그들은 영과 듀크가 개척한 항법 기술과 지질학적 샘플링 방법을 사용할 것입니다.

무엇보다 중요한 것은 아폴로 16호가 우리에게 탐사의 인적 요소에 대해 가르쳐 주었다는 점입니다. 존 영이 칼륨 강화 주스로 인한 위장 장애를 투덜거리던 '오렌지 주스 사건'은 이 우상들도 결국 인간이라는 사실을 전 세계에 일깨워 주었습니다. 먼지 속에 남겨진 찰리 듀크 가족사진은 우리가 단순히 기계만을 달에 보낸 것이 아니라, 가족과 꿈, 그리고 우리 공동의 인류애의 일부분을 보냈다는 가슴 뭉클한 상기시켜 주는 증표입니다.

54주년을 되돌아보며, 아폴로 16호는 과학적 호기심의 힘을 증명하는 증거로 남아 있습니다. 이 임무는 우리가 우주에 대해 많이 안다고 생각할수록 우주는 우리를 놀라게 할 힘을 가지고 있음을 보여주었습니다. '신비로운 고대의 데카르트'는 우리가 생각했던 곳이 아니었지만, 세 남자가 그곳에 가기로 용기를 냈기에 우리는 비로소 달을 있는 그대로 보게 되었습니다. 달은 태양계 역사의 증인으로서, 우리가 돌아와 그 이야기의 나머지를 읽어주기를 기다리고 있습니다.

핵심 요약: 아폴로 16호 한눈에 보기

• 발사일: 1972년 4월 16일
• 달 착륙: 1972년 4월 20일 오후 9시 23분 35초(EST)
• 착륙 지점: 데카르트 고원
• 승무원: 존 영(선장), 찰리 듀크(달 착륙선 조종사), 켄 매팅리(사령선 조종사)
• 총 달 표면 체류 시간: 71시간 2분
• 수집된 샘플: 95.7kg (211 lbs)의 달 암석 및 토양
• 주요 장비: 달에서 사용된 최초이자 유일한 원자외선 카메라/분광기
• "그랑프리": 존 영이 월면차의 고속 주행 테스트를 수행하며 시속 11마일(18km/h) 가까이 도달
• 기념일: 달 착륙 54주년