1970년대 부품으로 운항하는 50년 된 유령 우주선

우주
The Fifty-Year Ghost Ship Running on 1970s Spare Parts
보이저 1호가 49년 차에 접어들면서, NASA 엔지니어들은 어셈블리 코드와 필사적인 전력 절감 기동을 동원해 인류가 보낸 가장 먼 전초기지를 살려내기 위한 고난도 수술을 진행하고 있다.

2026년 4월 17일, 제트추진연구소(JPL)의 한 엔지니어가 거의 반세기 동안 보증 기간이 지난 기계에 명령을 보냈다. 그리고 기다림이 시작되었다. 23시간 15분 동안, 신호는 진공 상태를 빛의 속도로 가로질러 보이저 1호가 성간 매질을 뚫고 질주 중인 150억 마일 떨어진 지점을 향해 나아갔다. 캘리포니아의 모니터에 답신이 깜빡이며 나타났을 때, 그것은 달콤하면서도 씁쓸한 성공을 알리고 있었다. 지미 카터 행정부 시절부터 가동되어 온 저에너지 하전입자(LECP) 장비의 전원이 마침내 꺼진 것이다. 이는 하드웨어의 고장이 아니라, 탐사선이 12개월을 더 버틸 수 있도록 하기 위한 계산된 희생이었다.

2026년의 보이저 미션을 이해한다는 것은, 주인공이 말을 멈추기를 거부하는 슬로 모션 장례식을 이해하는 것과 같다. 두 대의 탐사선, 보이저 1호와 2호는 5년의 설계 수명을 목표로 1977년에 발사되었다. 원래 계획대로라면 목성과 토성을 관측한 뒤 사실상 사라졌어야 했다. 그러나 이들은 우연과 끈질긴 고집으로 인류 역사상 가장 오래 지속된 공학적 업적이 되었다. 발사 50주년을 앞둔 지금, 엔지니어링 팀은 전원을 끌 장비조차 거의 바닥난 상태다. 미션은 행성 탐사라는 거대한 여정에서 열역학적 분류(triage)라는 절박한 작업으로 변모했다.

4와트의 연간 세금

문제는 이 장비들이 단순한 전력 소비원이 아니라 정교한 열 생태계의 일부라는 점이다. 장비를 끄면 그 장비가 발생시키던 열까지 사라진다. 주변 하드웨어의 온도가 특정 수준 이하로 떨어지면 추진기 연료 라인이 얼어붙거나, 1970년대 시대의 전자 부품이 깨져버릴 수 있다. 엔지니어들은 이제 이런 불구가 된 상태로 작동하도록 설계된 적 없는 탐사선의 열 지도를 유지하기 위해, 행성급 규모의 고난도 테트리스 게임을 강요받고 있다.

어셈블리 코드의 고고학

기술적 관점에서 보이저는 우리가 장수명을 대가로 복잡성을 얼마나 많이 선택했는지를 보여주는 뼈아픈 증거다. 탐사선에 탑재된 세 대의 컴퓨터는 총 68킬로바이트의 메모리를 가지고 있다. 비교하자면, 오늘날 스마트폰에 저장된 골든 레코드의 디지털 이미지 하나가 물리적인 레코드를 싣고 허공을 비행하는 탐사선의 전체 운영체제보다 더 많은 용량을 차지한다. 아이러니하게도 이러한 단순함 덕분에 그들은 아직 살아있다. 시스템을 비대하게 만드는 소프트웨어 업데이트도, 먹통이 되는 백그라운드 프로세스도, 충돌할 만한 정교한 운영체제도 없다. 그것은 이제는 대부분 은퇴한 사람들이 작성한 베어 메탈 어셈블리 코드일 뿐이다.

2023년 말과 2024년 초, 보이저 1호가 아무런 의미 없는 0과 1의 반복 패턴을 보내기 시작했을 때 이것은 위기가 되었다. 몇 달 동안 미션은 끝난 것처럼 보였다. 이 문제를 해결하려면 현대의 '애자일(agile)' 개발 주기에서는 다루지 않는 수준의 포렌식 엔지니어링이 필요했다. JPL 엔지니어들은 비행 데이터 시스템(FDS)의 손상된 칩 메모리 주소를 찾기 위해 수십 년 된 종이 문서들을 뒤져야 했다. 결국 그들은 영향을 받은 코드를 메모리의 다른 부분으로 옮기는 디지털 외과 수술을 통해 문제를 해결했다. 이는 23광시 떨어진 환자를 상대로 이루어낸 쾌거였다. 1977년산 하드웨어를 다룰 때 엔지니어는 단순한 프로그래머가 아니라 고고학자가 되어야 한다는 점을 다시 한번 일깨워준 사건이었다.

유럽 조달 방식의 역설

쾰른을 기반으로 활동하는 기자로서, 나는 종종 보이저를 유럽의 산업 전략이라는 렌즈를 통해 바라본다. 유럽우주국(ESA)은 현재 현대 다국가 협력의 정점이라 할 수 있는 놀라운 공학적 산물인 JUICE(목성 얼음 위성 탐사선) 미션을 관리하고 있다. 하지만 대부분의 현대 미션과 마찬가지로 JUICE 역시 21세기 조달 주기라는 제약 속에 지어졌다. 모든 부품은 '지리적 수익(geographical return)'이라는 정교한 균형의 결과물이다. 즉, 센서 비용을 지불하는 국가가 그 센서 제작 계약까지 가져가야 한다는 논리다. 이는 EU의 산업 기반을 건강하게 유지해주지만, 50년 단위의 미션을 계획하는 것을 거의 불가능하게 만드는 관료적 복잡성을 낳는다.

보이저는 수직 계열화된 야망의 시대에 만들어졌다. 아폴로 프로그램을 막 마친 직후의 NASA가 가진 넘쳐나는 자금력과 조직적 자신감의 산물이었다. 보이저 설계에는 특정 유형의 미국 산업적 오만이 깃들어 있다. 충분히 튼튼하게 만들면 그저 계속 갈 것이라는 믿음이다. 오늘날 우주 산업은, 신흥 유럽 섹터를 포함하여, 5~7년의 수명을 가진 '수리 가능한' 위성과 위성군에 집중한다. 우리는 장거리 주자를 더 저렴하고 대체 가능한 하드웨어의 계주로 바꾸었다. 보이저는 우리가 그 과정에서 조직적 인내라는 비결을 잃어버렸을지도 모른다는 점을 시사한다.

과학적 가치는 여전히 노력을 기울일 만한가?

비평가들은 가끔 이 미션의 수익 감소를 지적한다. 보이저 1호의 데이터 전송 속도는 현재 초당 160비트인데, 이는 1980년대 다이얼업 모뎀보다 느리다. 남아 있는 장비들은 현대 표준으로 보면 저해상도에 불과하다. 그러나 이는 성간 미션의 근본적인 의미를 놓치는 것이다. 보이저는 단순히 우주를 측정하는 것이 아니라, 우리 존재의 '경계'를 측정하고 있다. 현재 탐사선은 태양풍이 완전히 사라지고 은하계 전반의 입자와 자기장으로 대체된 '매우 국지적인 성간 매질' 지역에 있다.

지금 전송되는 데이터는 말 그대로 대체 불가능하다. 현재 이 지역에 도달할 궤도에 있는 탐사선은 수십 년간 없다. 지난 4월 LECP 장비를 껐을 때 상실감은 컸지만, 자력계는 여전히 헬리오스피어(태양권)의 형태를 직접 측정하는 유일한 데이터를 제공하고 있다. 우리는 태양계라는 거품이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 많이 '찌그러져' 있고 역동적이라는 사실을 배우고 있다. 단지 '어렵다'는 이유로 미션을 중단하는 것은 우리가 통과하고 있는 이웃 우주를 들여다보는 유일한 창문을 닫아버리는 것과 같다.

NASA는 현재 '빅뱅' 계획이라 불리는 작업을 준비 중이다. 이는 보이저 2호에서 먼저 시도될 히터와 장비 간의 전력 배분을 재조정하는 더 급진적인 시도다. 여기에는 49년간 활성화되어 있던 전압 조절기를 우회하는 과정이 포함되어 있다. 이는 시속 3만 8천 마일로 달리는 빈티지 자동차를 운행 중에 강제로 시동을 거는 공학적 행위와 같다. 성공한다면 두 탐사선 모두 2030년까지 생존할 수 있을지도 모른다. 실패한다면 그들은 죽은 기념비가 되어 침묵의 여행을 계속할 것이다.

각 탐사선에 부착된 골든 레코드에는 55개 언어의 인사말과 지구가 소리가 담겨 있다. 이는 아마도 그것을 발견하지 못할 미래를 향한 타임캡슐이다. 하지만 진짜 기록은 FDS에서 돌아가는 코드와 JPL의 분류 로그들이다. 그것들은 가성비 때문이 아니라 다른 방법을 몰랐기에, 물건을 오래가도록 만들었던 시대의 이야기를 들려준다. 보이저 1호가 마침내 침묵하게 될 향후 3년 내 어느 시점에는, 탐사선을 만든 이들의 경력과 탐사선을 쏘아 올린 세상의 지정학적 확신보다 더 오랜 시간을 견뎌낸 뒤일 것이다. 우리는 지금 1와트씩 줄어드는 공학 시대의 종말을 지켜보고 있다.

NASA는 2027년에 50주년을 기념할 것이다. 예산은 승인될 것이고, 엔지니어들은 패서디나에서 기념식을 열 것이다. 하지만 플루토늄은 계속 붕괴할 것이고, 성간 진공의 추위가 결국 승리할 것이다. 이것이 진보이며, 단지 벤처 캐피털의 발표 자료에는 맞지 않는 종류의 진보일 뿐이다.

Mattias Risberg

Mattias Risberg

Cologne-based science & technology reporter tracking semiconductors, space policy and data-driven investigations.

University of Cologne (Universität zu Köln) • Cologne, Germany

Readers

Readers Questions Answered

Q NASA는 왜 2026년에 보이저 1호의 저에너지 하전 입자 측정기(Low Energy Charged Particle instrument) 전원을 끄기로 결정했나요?
A 제트추진연구소(JPL)의 엔지니어들은 우주선의 전체 임무 수명을 연장하기 위한 전략적 희생으로 이 장치를 비활성화했습니다. 보이저 1호는 방사성 동위원소 전력원의 붕괴로 인해 매년 약 4와트의 전력을 잃고 있습니다. 1970년대 후반부터 작동해 온 노후 센서를 종료함으로써, NASA는 남은 시스템들이 성간 공간에서 최소 12개월 더 작동할 수 있도록 에너지를 확보하고자 합니다.
Q 150억 마일 떨어진 우주선의 소프트웨어를 엔지니어들은 어떻게 수리하나요?
A 보이저 1호를 유지 보수하는 것은 일종의 디지털 고고학 작업과 같습니다. 엔지니어들은 베어메탈 어셈블리어와 총 68킬로바이트의 메모리만을 사용하여 작업해야 하기 때문입니다. 비행 데이터 시스템(Flight Data System)에서 메모리 손상이 발생했을 때, 팀원들은 수십 년 된 종이 문서를 검토하여 하드웨어 결함을 찾아냈습니다. 46시간에 달하는 왕복 신호 지연에도 불구하고, 그들은 손상된 코드를 시스템 메모리의 다른 부분으로 재배치하는 원격 디지털 수술을 성공적으로 수행했습니다.
Q 보이저 탐사선의 하드웨어 구성 요소를 끄는 것의 주요 위험은 무엇인가요?
A 가장 큰 위험은 열 손실로 인해 발생하는 치명적인 열 불균형입니다. 장비들은 작동 중에 열을 발생시키는데, 이를 끄면 주변 하드웨어가 안전 작동 온도 아래로 떨어질 수 있습니다. 이러한 극심한 추위는 추진제 연료 라인을 얼게 하거나 1970년대 전자 부품에 균열을 일으킬 위험이 있습니다. 엔지니어들은 성간 매질이라는 극한의 환경에서 우주선을 계속 작동시키기 위해 이러한 열역학적 트리아제(thermodynamic triage)를 세심하게 관리해야 합니다.
Q 보이저 1호는 현재 성간 매질에서 어떤 독특한 데이터를 수집하고 있나요?
A 보이저 1호는 태양풍이 멈추고 은하 자기장이 지배하는 영역인 '국부 성간 매질'을 직접 측정하는 유일한 우주선입니다. 자기계와 같은 남은 장비들은 과학자들이 태양권(heliosphere)의 경계를 지도화하는 데 도움을 주고 있습니다. 이 데이터는 우리 태양계를 감싸고 있는 거품이 초기 모델이 예측했던 것보다 훨씬 더 역동적이고 찌그러져 있다는 사실을 밝혀냈으며, 이는 향후 수십 년 동안 다른 어떤 탐사선도 도달할 수 없는 귀중한 통찰력을 제공하고 있습니다.

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