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1. 연구소 소개
안녕하세요. 저는 University of Maryland Baltimore County (UMBC) 소속으로 NASA Goddard Space Flight Center (GSFC)에서 연구원으로 일하고 있는 박지우입니다. 별과 우주, 그리고 로켓을 좋아하는 학생들에게 NASA 미국항공우주국은 특별한 곳으로 여겨질 것입니다. 저 역시 1995년 개봉한 아폴로 13 영화를 보면서 NASA를 동경하던 아이였습니다. 그런데 어찌하다보니 제가 여기서 일을 하고 있더군요. 이렇게 포토에세이를 통해서 제가 연구하고 있는 GSFC고다드우주센터를 소개하게 되어 기쁩니다. 먼저 NASA 로고를 잠시 설명드릴께요. “Meatball” 배지라고 불리는 이 로고에는 파란 색 원에 빨강색 날개가 그려져 있고 하얀색으로 궤도와 별들이 NASA라는 글자와 함께 들어가 있습니다. 이 심볼들에는 각각 의미가 있습니다. 먼저 파란 색 원은 행성, 즉 우리가 살고 있는 지구를 의미합니다. 하얀색 별은 우주를 표현하고 있고, 하얀 타원 궤도는 탐사선 또는 우주비행체가 돌고 있는 궤도를 의미합니다. 그리고 마지막으로 빨간 날개 모양은 항공학 또는 비행체를 나타낸다고 합니다. 이 네가지 심볼에 NASA가 존재하는 이유 또는 NASA에서 하고 있는 일들을 잘 보여준다고 생각합니다.

NASA Logo

1959년 5월에 설립된 GSFC는 미국항공우주국의 가장 오래되고 큰 연구센터 입니다. 캠퍼스는 Washington D.C. 동쪽 Maryland 주의 Greenbelt시에 있습니다. 미국 로켓의 아버지로 알려진 로버트 고다드 박사를 기리는 의미로 센터 이름을 고다드우주센터로 했다고 합니다. GSFC는 현재 NASA가 진행하는 거의 대부분의 미션을 수행하고 있습니다. 대표적으로 허블우주망원경을 운영하고 있고, 차세대 우주망원경인 James Webb Space Telescope를 제작했습니다. 작년에 태양 탐사를 위해 발사된 Parker Solar Probe를 비롯해 수많은 우주 및 행성 탐사 미션을 계획하고 수행하고 있습니다. 물론 탐사선 자체를 제작하기도 하고 탐사선에 들어가는 탐재체를 개발하는 일도 하고 있습니다. 다만 로켓 제작은 보통 Jet Propulsion Laboratory (JPL)에서 한다고 합니다.

GSFC 정문에 있는 센터 표시석

GSFC에는 현재 약 10,000여명의 과학자들과 엔지니어들이 항공우주 관련 연구를 하고 있습니다. 센터에서 수행하는 과학 연구 분야는 크게 4개로 나누어져 있습니다. 첫번째 연구 분야는 지구과학 (Earth Science)입니다. "NASA에서 지구를 연구해?" 라고 의아해 하실 수도 있겠습니다. 하지만 지구는 태양계의 8개 행성 중 하나이면서 우리가 가장 잘 연구할 수 있는 행성입니다. 이러한 점을 생각한다면 NASA에서 지구를 연구 하는 것은 어쩌면 당연하다는 볼 수 있습니다. 주된 연구 주제는 기후변화, 자연재해, 대기과학, 해양학, 빙하 및 지질 등의 관련된 것들 입니다. 최근에는 한인 과학자들을 중심으로 미세먼지 관련 연구도 활발히 진행하고 있다고 합니다.
두번째 분야는 천문학 (Astrophysics) 입니다. 최근 뉴스에 많이 나왔던 중력파 관련 연구부터 별과 은하의 생성 및 진화, 블랙홀, 암흑물질과 암흑에너지 등 을 연구하고 있습니다. 허블우주망원경을 필두로 여러 대의 우주 망원경을 운영하고 있습니다. 특히 올해 발사가 예정된 James Webb Space Telescope는 초기 우주에서 생겨난 초기 은하들을 발결할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 세번째 분야는 행성학 (Planetary Science) 입니다. 이 분야는 태양계 내의 8개 행성에 대해서 연구합니다. 행성학은 태양계 내의 행성들, 위성들, 그리고 소행성들을 연구합니다. 여기에는 이들의 형성 과정과 내부 구조, 대기 환경 등 다양한 분야가 포함되며, 태양계 밖의 외계 행성에 대한 연구도 포함되어 있습니다. 이 세 분야는 사실 제 전공이 아니어서 개략적인 점만 알고 있습니다.

태양우주 물리 연구동

마지막은 제가 속해있는 태양우주 물리학 (Heliophysics)입니다. 태양우주 물리학은 태양계 내에서 태양과 연관된 모든 물리 현상에 대해서 연구하는 학문입니다. 예를 들면 태양에서 매 순간 태양풍이라고 불리우는 자기력선에 동결된 하전입자들 방출이 됩니다. 이 하전 입자들은 보통 450-800 km/s의 속력으로 태양을 벗어나 우주 공간으로 방출이 되고, 이 중 일부는 지구로 날아오고 또 일부는 100 AU (지구와 태양 사이 거리의 100백) 넘어까지 날아갑니다. 지구로 날아오는 태양풍은 지구를 감싸고 있는 지구 자기장을 교란하고 때로는 지구를 돌고 있는 위성과 지상간의 통신을 방해하곤 합니다. 심한 경우는 위성을 손상시키거나 지상의 발전소를 손상시킬 수도 있습니다. 이러한 태양풍의 전파 과정과 지구 자기장과의 상호작용 등의 물리 현상들을 연구하는 분야입니다. 더불어 태양에서 일어나는 태양 플래어 (solar flare)나 Corona mass ejection 같은 현상들, 태양풍이 전파되어 나가면서 일어나는 충격파 같은 현상들, 그리고 태양풍과 태양계 주변의 성간물질들 간의 상호작용 등 이 현재 GSFC 태양우주물리 연구실에서 하고 있는 연구 주제들입니다. 이러한 연구들을 통해 우리가 살고 있는 지구, 그리고 지구를 품고 있는 태양계 내의 다양한 자연 현상들을 이해하고 예측하려고 노력하고 있습니다.

태양우주 물리 디비전 파티 중 연구원들이 연극을 하고 있는 모습 입니다.

이제 잠깐 제가 소속된 메릴랜드 대학 이야기를 좀 해 보겠습니다. 여기서 왜 메릴랜드 대학 이야기가 나오나고요? 그건 제가 한국 국적은 가지고 있는 한국인 이기 때문입니다. NASA는 미국 정부 기관 중 하나입니다. 그래서 GSFC의 정식 직원들은 미국 공무원 신분이고 따라서 미국 시민권자가 아니면 고용이 될 수 없습니다. 하지만 GSFC에서 일하는 10,000여명의 연구원들 중 이런 정식 직원 (civil servant라고 합니다)들은 3,000명 정도 밖에 안됩니다. 그럼 나머지 7,000명 정도는 contractor라고 불리는 계약연구직 입니다. Contractor들은 보통 GSFC와 계약을 맺은 대학이나 회사에 소속이 되어 있습니다. 하지만 모든 연구 활동은 GSFC 캠퍼스에서 하게 됩니다. 그래서 저는 UMBC의 Goddard Planetary Heliophysics Institute소속이지만 제 연구실은 GSFC 캠퍼스 안에 있고 출근도 GSFC로 합니다. 그래도 제 소속이 UMBC 라 잠깐 소개하려고 합니다. 메릴랜드는 캘리포니아나 텍사스 처럼 주립대학 시스템을 가지고 있습니다. 메릴랜드 대학 시스템은 11개 대학으로 구성되어 있고 이중 University of Maryland College Park (UMCP)가 가장 큰 규모를 가지고 있고 가장 오래되었습니다. 반면 UMBC는 1966년 설립이 된 젋은 연구 중심 대학입니다. 현재 약 14,000여명의 학생들이 50여개의 대학과정 그리고 60여개의 대학원 과정에 등록되어 있고 약800여명의 교수들이 학생들을 가르치고 연구하고 있습니다. 캠퍼스는 볼티모어 시 외곽에 위치해 있고 전체적으로 원형의 모양으로 학교 건물이 배치되어 있어 아늑한 느낌을 줍니다. 학교 마스코트는 True Grit이라고 불리는 리트리버 종의 하나인 Chesapeake Bay Retriever 입니다. UMBC 물리학과는 자체 천문대를 운영하는데 일주일에 한번씩 일반인들에게 공개하는 관측회를 한다고 합니다.

UMBC 마스코트인 True Grit

UMBC 도서관 전경

UMBC 전경, 가운데 빌딩이 물리학과 건물입니다.

2. 연구활동
저는 2016년 가을에 GSFC에 오면서 보이저 자기력계 팀에 합류를 해서 자기장 측정 자료를 분석하고 있습니다. 보이저 미션은 1977년에 시작되어서 40년이 넘은 아주 오래된 미션입니다. 두 대의 쌍둥이 탐사선인 보이저 1호와 2호는 1989년 까지 4개의 거대 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)들 탐사를 완료 한 후 1990년 부터 성간공간을 향해 여행하면서 탐사 활동을 계속 하고 있습니다. 현재 이 두 탐사선은 황도면을 기준으로 북반부와 남반부 방향으로 각각 날아가고 있습니다. 보이저 1호는 2014년에 이미 태양계를 벗어나서 성간공간을 여행 중입니다. 그리고 작년 11월 보이저 2호도 드디어 태양계를 벗어났습니다. 이 두 탐사선에는 자기장, 플라즈마 이온 및 전자, 그리고 우주선량 등을 측정할 수 있는 관측 장비들이 탑재되어 있고, 현재까지도 관측활동을 계속 하고 있습니다. 보이저 탐사선은 인류가 만든 물체 중 최초로 성간 공간에 진입한 유일한 탐사선입니다. 이를 통해 미지의 성간공간에 대한 관측을 계속 하고 있습니다.

보이저 탐사선은 태양계 경계와 그 넘어 성간 공간에 대한 중요한 관측자료들을 제공하고 있지만 치명적인 한계가 있습니다. 그건 측정 자료들이 보이저 탐사선의 이동경로에만 국한이 된다는 것입니다. 태양계의 경계 즉 태양권 계면까지 거리는 약 120 AU, 즉 지구와 태양 사이 거리의 120배입니다. 즉, 태양권(heliosphere) 이라는 태양계가 속해 있는 공간은 굉장히 넓지만 우리는 보이저 탐사선 두 대가 이동하는 두 경로에 대한 정보만을 관측할 수 있었습니다. 이를 보완하고 모든 방향에 대한 관측을 하기 위해 NASA는 2009년 Interstellar Boundary Explorer (IBEX) 미션을 시작합니다. IBEX의 목적은 두 대의 중성 입자 검출기로 태양권 계면 근방에서 날아오는 또는 성간공간에서 날아오는 중성 입자들을 관측해서 태양풍과 성간물질 간의 상호작용을 연구하는 것입니다. 저는 박사과정 중인 2011년에 IBEX 미션에 합류했고 지금도 IBEX 관측자료를 이용해서 연구를 하고 있습니다. 태양권은 우주 방사선을 일차적으로 차단해주는 역할을 하지만 아직 그 크기, 모양, 그리고 구조에 대해서 알려져 있는 것이 별로 없습니다. 저는 IBEX 관측 자료를 이용해서 태양권의 모양과 구조에 대한 연구를 하고 있습니다.

3. 메릴랜드에서 살아가기
마지막으로 메린랜드에서의 생활에 대해서 이야기 해보려고 합니다. 메릴랜드의 면적은 한국의 1/3 정도이고 인구는 600만명 정도 되어서 미국에서 인구밀도가 다섯번 째로 높은 주입니다. 미국 설립 초기의 13개 독립주 중 하나이고, 서쪽과 남쪽으로는 West Virginia, 수도인 Washington D.C., 그리고 Virginia와 포토맥강을 따라 경계를 이루고 동쪽은 Delaware, 북쪽은 Pennsylvania와 경계를 이루고 있습니다. 주도는 미국 해군사관학교가 있는 아름다운 항구 도시인 Annapolis 이고 가장 큰 도시는 볼티모어 입니다. 미국 수도인 Washington D.C.와 Baltimore를 중심으로 두 개의 메트로폴리탄 지역이 형성되어 있습니다. 이 두 대도시 사이에 GSFC가 있는 Greenbelt, UMCP가 있는 College Park, 제가 살고 있는 Hanover, 그리고 한국 분들이 많이 사시는 Rockville과 Ellicott City 같은 소도시들이 있습니다. 이런 소도시들 사이는 광활한 대지와 숲이 있어서 사슴이나 토끼 같은 동물들도 자주 볼 수 있습니다. 도시와 자연의 삶을 같이 누릴 수 있는 곳이 메릴랜드가 아닐까 합니다.

집 근처에서 조깅하다가 만난 토끼

Patapsco State Park 내의 Cascade Falls

주도인 Annapolis에 가면 유럽풍의 도시도 구경할 수 있습니다. Annapolis는 1649에 청교도들에 의해서 세워진 오래 된 도시로 아직까지 영국 식민지 시대의 건물들이 많이 남아 있어서 걸으면서 구경하기에 참 운치 있는 곳입니다. 작은 부두에 가면 멋진 함선도 구경할 수 있고 메릴랜드 특산물인 맛있는 blue crab도 먹을 수 있습니다. 메릴랜드에 오시면 한번 맛보시길 추천합니다. 게살로 만든 crab cake이란 샌드위치도 있는데 이것도 별미입니다. 메릴랜드 내에서 가장 큰 도시인 Baltimore에는 60만 명 정도의 인구가 살고 있습니다. 한때 범죄도시로 악명이 높았지만 지금은 치안이 많이 좋아져서 안전한 도시가 되어 가는 중입니다. Baltimore의 랜드마크는 구항만을 재정비한 Inner Harbor입니다. Inner Harbor에는 각종 레스토랑을 비롯해서 국립수족관과 메릴랜드 Science center, 그리고 호텔 등이 들어서 있습니다. 도시의 삶을 느끼고 싶을 때 종종 가곤 합니다. 저희 가족이 가장 좋아하는 곳은 국립 수족관입니다. 각종 상어와 다양한 종류의 물고기와 해파리 뿐 아니라 다양한 종류의 파충류 들과 열대 밀림에 사는 새들을 볼 수 있는 곳입니다. 제가 특히 좋아하는 것은 다리를 하나 잃은 큰 바다 거북입니다. Calypso라는 닉네임을 가진 이 바다 거북은 1998년에 태어난 것으로 추정이 된다고 합니다. Calypso는 2000년에 해양연구소에서 구출이 되었는데 그 당시 왼쪽 앞 발에 심한 감염이 있는 상태여서 결국에는 절단을 해야 했다고 합니다. 하지만 지금은 수족관에서 건강하게 살고 있는 모습을 볼 수 있습니다.

Annapolis 부두에 있는 옛날 범선

Baltimore Inner Harbor 전경

Baltimore Visitor Center

Baltimore Inner Harbor 전경

메릴랜드에는 여러 미국 정부 기관, 연구 기관, 그리고 바이오사업체가 집중되어 있습니다. 대표적인 기관으로는 NASA GSFC, Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (JPL), National Institutes of Heath (NIH), the National Institute of Standards and Technology (NIST), the federal Food and Drug Administration (FDA) 등이 있습니다. 또한 메릴랜드는 유명한 Johns Hopkins대학과 메릴랜드 대학이 있습니다. 1876년에 설립된 Johns Hopkins대학은 볼티모어 다운타운 북쪽에 위치해 있고 1992년에 대학과 합병이 된 Applied Physics Laboratory는 볼티모어와 D.C. 중간에 위치한 Laurel에 위치해 있습니다. APL은 미국내 무기 관련 연구를 많이 진행하고 있는 대표적인 연구기관입니다. 주립대로는 메릴랜드 대학 시스템 안에 11개의 학교가 있고 대표적인 학교는 UMCP과 UMBC가 있습니다. 이러한 대학들은 위에 언급한 여러 연구 기관들과 인터쉽 등 다양한 프로그램으로 연결이 되어 있어서 학생들에게 다양한 연구 기회를 제공하고 있습니다. 이런 연구 기관 들이 많아서 그런지 메릴랜드는 교육 및 생활 수준이 상당히 높고 생활비도 타주에 비해서 비싼 편입니다. 물론 뉴욕이나 샌프란시스코 같은 지역에 비하면 저렴한 편이긴 하지만 그외 대부분의 지역보다는 비쌉니다. 박사과정을 New Hampshire에서 한 저로서는 메릴랜드에 왔을 때 비싼 생활비에 깜짝 놀랐습니다. 또 다양한 국적을 가진 연구자들이 모여있는 곳이기도 합니다. 한인 과학자분들도 상당히 많이 거주하고 계십니다.

버지니아-DC-메릴랜드 지역은 뉴욕시나 L.A.에 비하면 작지만 그래도 꽤 큰 한인 사회가 형성되어 있습니다. 버지니아 북부 Annandale지역에 가장 큰 한인 사회가 있고, 메릴랜드에는 한인 사회가 두 군데로 나누어져 있습니다. D.C. 북쪽에 위치한 Rockville을 중심으로 기존의 한인 사회가 형성이 되어 있고, Baltimore 쪽에 있는 Ellicott City를 중심으로 새로운 한인 사회가 형성 되어 있습니다. 이 두 도시는 각각 미국 내에서도 교육 환경이 좋다고 소문이 난 Montgomery county와 Howard county에 있습니다. 이 지역에는 한인마트와 식당도 많이 있고, 특히 전문직에 종사하는 젊은 한인 세대들이 많이 거주하고 있습니다.

메릴랜드는 Washington D.C. 옆에 있기 때문에 D.C.에도 종종 가곤 합니다. 특히 D.C.에는 우리 조상들의 흔적도 남아 있습니다. 독립 운동가이신 서재필 선생님의 동상은 한국 영사관 앞에 서 있습니다. 또 작년에 리모델링이 끝난 대한 제국 시절의 공사관도 한국 영사관 근방에 위치해 있습니다. 지금은 1층과 2층은 원형을 복원해 놓았고, 3층에는 작은 전시관을 만들어 놓았습니다. 100여년전 우리 선조들이 미국과 외교 관계를 맺었고 어떤 외교 활동을 했는지 등을 볼 수 있습니다. 오시면 한번 가보시길 추천 드립니다.

서재필 선생님 동상

주미대한제국 공사관

주미대한제국 공사관 1층 복도에 걸려있는 복원된 태극기

주미대한제국 공사관 정문

위싱턴 디씨 링컨 기념관 앞에서 워싱턴 기념탑 방면 전경

12월 크리스마스 시즌 워싱턴 디씨 크리스마스 거리의 조형물