NASA, 막판 승부수 같은 추력기 수리로 Voyager 1을 다시 살림

• NASA JPL은 1977년 발사돼 원래 임무보다 40년 이상 더 버틴 Voyager 1에서 2004년 이후 죽은 것으로 여긴 주 롤 추력기를 2025년 3월 되살림
• 이 추력기는 추적 별을 기준으로 자세를 잡아 고이득 안테나가 지구를 향하게 하는 장치이며, 탐사선은 현재 지구에서 156억 마일, 약 250억 km 이상 떨어져 있음
• 사용 중이던 백업 롤 추력기는 연료 라인의 잔류물 축적 때문에 이르면 2025년 가을 고장날 수 있어, 방향 유지와 통신 자체가 위험해진 상황이었음
• 지구에서 명령을 보낼 만큼 강력한 유일한 안테나인 호주 DSS-43 70m 접시는 2026년 2월까지 업그레이드 중이며, 2025년 8월과 12월에만 짧게 열림
• 꺼진 히터 상태에서 추력기가 자동 점화되면 작은 폭발이 날 수 있었지만, 23시간 넘게 걸린 귀환 신호로 히터 복구와 작업 성공이 확인됨

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20년 넘게 죽은 것으로 여긴 추력기 복구

• NASA Jet Propulsion Laboratory는 Voyager 1 주 롤 추력기 복구 작업을 2025년 3월 완료함
• 복구 대상은 Voyager 1의 주 롤 추력기였음
  • 우주선을 추적 별에 맞춰 정렬하는 데 쓰임
  • 이 추적 별은 고이득 안테나가 지구를 향하도록 유지하는 기준이 됨
• Voyager 1은 지구에서 156억 마일, 약 250억 km 이상 떨어져 있으며, 어떤 망원경의 도달 범위도 넘어선 위치에 있음

백업 추력기와 지상 명령 창의 압박

• 주 롤 추력기는 2004년 내부 히터 2개가 전원을 잃은 뒤 멈췄고, Voyager 엔지니어들은 오랫동안 고장 및 수리 불가로 봤음
• 이후 사용 중이던 백업 롤 추력기는 연료 라인의 잔류물 축적으로 위험해짐
  • 이 문제는 이르면 2025년 가을 고장으로 이어질 수 있음
  • 롤 추력기가 없으면 Voyager 1은 올바른 자세를 유지하지 못하고 결국 통신 범위 밖으로 표류할 수 있음
• 지구에서 Voyager 탐사선에 명령을 보낼 만큼 강력한 유일한 안테나는 호주의 DSS-43 접시임
  • 지름은 230피트, 약 70m임
  • 2026년 2월까지 업그레이드로 운용 중단 상태임
  • 2025년 8월과 12월에만 짧은 운용 창이 있음
• 다른 지상 접시들은 Voyager에서 오는 데이터를 받을 수 있지만, 명령 전송 기회는 해당 운용 창에 제한됨

작은 폭발 위험을 감수한 절차

• 팀은 2004년에 실패한 주 롤 추력기를 다시 검토하며 두 가능성을 열어둠
  • 히터가 실제로 죽은 것이 아닐 수 있음
  • 회로 교란으로 전원 스위치가 바뀌었고, 이를 되돌리면 추력기가 다시 온라인 상태가 될 수 있음
• 절차는 주 롤 추력기의 히터 전원을 복구한 뒤, Voyager 1이 추적 별에서 충분히 벗어나도록 두는 방식이었음
  • 우주선의 탑재 시스템은 자세 드리프트를 감지하면 자동으로 추력기를 점화해 경로를 보정함
• 히터가 여전히 꺼진 상태에서 휴면 추력기가 자동 점화되면 작은 폭발이 발생할 수 있었음
• Voyager 1에서 지구까지 무선 신호가 도달하는 데 23시간 이상 걸려, 팀은 하루 가까이 결과를 알 수 없었음

성공 신호와 이어지는 노후화 문제

• 귀환 신호가 도착했을 때 Voyager 팀은 추력기 히터가 다시 온라인 상태가 됐다는 신호를 확인했고, 시도는 성공함
• Voyager 임무 추진 책임자 Todd Barber는 해당 추력기를 죽은 것으로 본 판단은 정당했지만, 한 엔지니어가 다른 가능한 원인과 수리 가능성을 떠올렸다고 말함
• Voyager 1은 최근에도 몇 달 동안 사용 가능한 데이터 대신 의미 없는 데이터를 보내다가 복구된 적이 있음
• 전력 감소와 시스템 고장 때문에 두 Voyager 탐사선은 과학 장비를 꺼야 했음
  • Voyager 1은 이전에도 추력기 문제를 겪었음
  • 그럼에도 탐사선은 성간 공간 가장자리에서 계속 운용 중임

아직 끝나지 않은 가장 먼 인공물

• Voyager 1과 Voyager 2는 현재 존재하는 가장 먼 인공물임
• 두 우주선은 언젠가 결국 어두워질 예정이며, 태양계 바깥 우주를 향한 가장 먼 관측 창도 닫히게 됨
• 이번 복구로 Voyager 1은 당장은 계속 운용될 수 있게 됨

[GN⁺]

Hacker News 의견들

• It's Quieter in the Twilight는 관련 엔지니어들을 다룬 2022년 영화임
  예고편: https://www.youtube.com/watch?v=8vJT8AW0wYw , 광고 포함 무료: https://www.youtube.com/watch?v=RIP1p5gAoak

  • 이 훌륭한 영화의 일부는 호주 캔버라의 Deep Space Network 70미터 안테나가 몇 달간 중단되는 과정을 다룸
    우연히도 Voyager 1 추진기 관련 새 JPL 보도자료도 같은 안테나가 추가 업그레이드를 위해 2025년 5월부터 2026년 2월까지 다시 장기간 중단된다고 설명함. Neptune 플라이바이 이후 황도면 남쪽으로 날아간 Voyager 2에 송신할 수 있는 유일한 안테나임. 스페인과 캘리포니아의 DSN 기지는 Saturn 플라이바이 이후 황도면 북쪽으로 날아간 Voyager 1에는 여전히 송신 가능함. The Register 기사와 JPL 보도자료에 인용된 Todd Barber도 영화에 등장함

• 이 수정사항을 보내고 몇 시간 뒤 성공 확인을 받는 보람이 얼마나 클지 상상도 안 됨
  그 짜릿함을 남은 커리어 내내 좇게 될 듯함

  • 당연히 영향력은 훨씬 작지만, 서신 체스를 추천해볼 만함
    과거의 내가 천재였는지 바보였는지를 계속 떠올리며 살게 됨
  • 이제는 며칠씩 기다리는 범위에 들어섬
    가는 데 하루 넘게, 돌아오는 데 또 그만큼 걸림. 성공했을 때의 환희는 정말 좋겠지만, 48시간 동안 초조하게 앉아 있는 건 잘 모르겠음
  • 작동했다는 건 당연히 훌륭한 결과임. 하지만 JPL이 말한 대안인 “작은 폭발을 일으킬 수도 있다”도 흥미로웠을 듯함
    일종의 불이냐 얼음이냐의 결말임. https://www.poetryfoundation.org/poems/44263/fire-and-ice
  • 실패하면 앞으로 영원히 Voyager I을 벽돌로 만든 사람이 됨
    그 커밋을 보내기 전 압박감을 상상해보라
  • 문자 그대로 수십억 마일 너머에 손을 뻗어 모두가 끝났다고 생각한 무언가를 되살리는 일임

• “현재 사용 중인 예비 롤 추진기는 연료 라인에 잔류물이 쌓여 위험해졌다”라니, 이 탐사선이 겪는 일이 너무 인간적인 경험처럼 느껴짐

• 쌍곡선 연료 시스템에서 잔류물이 어디서 오는지 궁금했다면, 답은 노후화된 고무 부품에서 나온 SiO2(실리카) 임
  “47년이 지난 뒤, 추진기 내부의 연료관이 이산화규소로 막혔다. 이는 우주선 연료탱크의 고무 다이어프램이 오래되며 생기는 부산물로 보인다.”
  ┕ https://science.nasa.gov/missions/voyager-program/voyager-1/...
  관련 NTRS 문서를 찾아낸 HN 댓글도 있었음. “헬륨 공급으로 탱크 안의 Teflon을 포함한 고무 풍선을 부풀려 구형 Ti 탱크에서 Hydrazine(N2H4) 연료를 밀어낸다. N2H4가 그 우주시대 소재들마저 열화시킬 만큼 강력했던 것 같다.”
  https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19810001583/downloads/19...
  ┕ https://news.ycombinator.com/item?id=41525267

• 23세기에 V’Ger가 돌아와 자기 여행 이야기를 들려줄 날이 기대됨
  https://en.m.wikipedia.org/wiki/Star_Trek:_The_Motion_Pictur...

• 50년 된 기술에 극저대역폭 링크로, 몇 시간짜리 지연을 감수하고, 물리적 접근도 없이, 링크를 영구히 잃거나 장치를 벽돌로 만들지 않으면서 무선 업데이트를 한다는 게 놀라움
  Viking Computer Command Subsystem(CCS)을 찾아봤지만 공개 문서는 거의 없었음

  • 우주에는 공기가 없으니, 무선 업데이트가 아니라 공허 너머 업데이트인가?
  • 항상 운이 좋았던 건 아님. Mars Global Surveyor는 잘못된 업데이트로 벽돌이 됐음

• 이런 순간을 보면 NASA 로고를 볼 때마다 팔에 소름이 돋는 이유가 정확히 떠오름
  단순한 과학이 아니라, 영감을 주는 놀라운 인간의 성취임. NASA 팀의 대단한 작업임

  • 수십 년의 인간적 호기심, 끈기, 창의성이 작은 우주선 하나에 담겨 아직도 태양계 가장자리에서 우리에게 속삭이고 있음
  • 또 소름 돋는 점은 Voyager가 곧 광속으로 하루 거리까지 나간다는 것임
    완전히 공상과학 영역처럼 들리지만 실제임
  • NASA에는 말도 안 되는 낮은 확률을 뚫은 성공담이 엄청나게 많고, “멍청한 실수로 전부 폭발했다”는 이야기는 상대적으로 적다는 게 솔직히 정신 나간 수준임
    Climate Orbiter의 “미터법을 야드파운드법으로 바꾸다 실수함” 같은 이야기 하나가 있으면, Apollo 13 승무원이 네모난 부품을 둥근 구멍에 맞춰 숨 쉴 수 있게 만든 기적 같은 이야기가 셋은 있음. 물론 Apollo 1처럼 “가압된 순수 산소 캔 안에 사람과 전선을 넣었다”는 사례도 있지만, Perseverance Rover의 “로켓으로 스스로 떠 있는 크레인을 만들어 1톤짜리 로버를 줄로 부드럽게 지면에 내려놓았다”는 사례도 있음
  • NASA는 훌륭한 홍보 회사임. 진짜 영웅은 NASA가 로고를 붙이는 CalTech-JPL, Arizona State, 그리고 다른 기관들이라고 봄
  • 내 아이들은 아마 SpaceX 로고에 비슷한 반응을 보일 것 같음
    나는 우주왕복선 발사를 보며 자랐고, 아버지는 달 착륙을 보며 자랐으며, 이제 내 아이들은 그 경계가 더 밀려나는 걸 보고 있음. SpaceX 로켓을 타워가 붙잡는 장면은 정말 멋졌고, 아이들은 경이로워했음. 음악을 트는 마네킹과 함께 차를 우주로 보냈을 때도 아이들은 엄청나게 신나 했음. 누가 그런 일을 하나 싶지만, 아이들에게는 순수하게 영감을 줌. 다음 세대 엔지니어들은 그를 영웅으로 볼 것 같음. Musk는 우주에 대한 소년 같은 경이감을 잃지 않았다고 생각함. 엄청난 부도 그걸 빼앗지 못했음. 내 아이들에게 역할 모델이 되어줘서 매우 고마움. 동의하지 않는 행동도 있나? 있음. 하지만 아이들에게 매우 긍정적이고 가능성을 열어주는 영향을 주고 있으니 그들의 영웅을 무너뜨리고 싶지는 않음. 아이가 “아빠, 기차를 만드는 내 계획을 보여줘도 돼?”라고 말하고, 그 호기심과 경이감을 “Elon Musk의 로켓처럼, 아빠”와 연결하는 걸 듣는 건 정말 충만함

• 1977년에 발사된 것과 아직도 교신하고, 여전히 과학을 수행하며, 명령에 응답한다는 사실이 놀라움
  제대로 됐는지 확인하려면 23시간을 기다려야 하더라도 그렇다

  • “제대로 됐는지 확인하려면 23시간”이라니, 내 마지막 해외 외주 팀보다 빠름
  • 운이 좋으면 46시간임
    명령이 우주선에 도달하는 데 23시간, 우주선의 응답이 지구에 도달하는 데 또 23시간이 걸림. 운이 좋을 때라는 건 Voyager 프로젝트가 Deep Space Network 안테나 시간을 다른 프로젝트들과 경쟁해야 하기 때문임. 46시간 간격으로 두 슬롯을 확보하지 못하면, 명령이 수신되고 성공적으로 처리됐는지 확인하기 위해 지연된 원격측정에 의존함

• 이번 여름 JPL Deep Space Network에서 일하는 인턴십 제안을 받았지만, 대학원 학위를 마쳐야 해서 거절했음
  이 일이 벌어지는 동안 그곳에 있었으면 좋았을 텐데. 다시 운이 따라주길 바라지만, 요즘은 자금 사정이 좋지 않음

• 우리가 해야 할 일을 알겠음. 그 추진기 시스템을 설계한 사람을 찾아 공개적으로 혼내서 카타르시스를 얻고, 미래 대비를 안 했다고 질책해야 함…