별자리와 항해

나침반도 GPS도 없던 시대, 뱃사람들은 밤하늘의 별을 자(尺)처럼 사용했다. 페니키아의 북극성, 폴리네시아의 제니스 스타 항법, 아랍의 카말까지 별자리가 실제로 방향과 위도를 알려주던 구체적 방법을 정리한다.

별이 쏟아지는 밤바다 범선 갑판에서 털모자를 쓴 수염 난 항해자가 나무 십자 관측기를 들어 별자리를 올려다본다

 

육지가 완전히 사라진 밤바다. 나침반도, 위성도 없다. 그런데 옛 뱃사람들은 몇 주씩 망망대해를 건너 목적지에 정확히 도착했다. 어떻게 가능했을까. 답은 의외로 단순하다. 하늘에 떠 있는 별 몇 개를 자(尺)처럼 사용했다는 것이다. 다만 그 방법은 문화마다 전혀 달랐다.

 

목차

• 항해자가 밤하늘에서 찾은 것 — 움직이지 않는 점
• 페니키아인과 북극성, 그리스인이 "포이니케"라 부른 이유
• 폴리네시아의 제니스 스타 항법과 호쿠레아
• 아랍 항해자의 카말 — 손가락 너비로 잰 위도
• 별자리 항법이 답하지 못한 것
• 한눈에 보는 핵심 정리
• FAQ
• 참고자료

항해자가 밤하늘에서 찾은 것 - 움직이지 않는 점

밤하늘의 별은 대부분 시간이 지나면 뜨고 진다. 그런데 지구 자전축이 가리키는 방향 근처의 별들은 하늘에서 거의 자리를 바꾸지 않는다. 북반구에서는 이 지점 가까이에 작은곰자리의 꼬리별, 즉 북극성이 있다. 이 별의 지평선 위 고도가 관측자의 위도와 거의 같다는 사실이 고대 항법의 핵심 원리였다. 위도 40도인 곳에서는 북극성이 지평선 위 약 40도에 떠 있는 식이다. 경도는 이 방법으로 알 수 없었지만, 남북 위치를 아는 것만으로도 대양 항해는 충분히 가능했다.

밤하늘의 별들이 원을 그리며 도는 가운데 북두칠성 모양의 별들과 밝은 별 하나가 산 능선 위에서 제자리에 머문다

 

페니키아인과 북극성, 그리스인이 "포이니케"라 부른 이유

그런데 여기서 통념과 다른 지점이 나온다. 그리스인들이 원래 항해에 쓰던 별자리는 북극성이 있는 작은곰자리가 아니라 큰곰자리였다는 사실이다. 큰곰자리는 하늘의 극에서 더 멀리 떨어져 있어 밤새 위치가 더 크게 움직인다. 디오게네스 라에르티오스가 전하는 칼리마코스의 기록에 따르면, 탈레스가 페니키아인들의 방식을 따라 작은곰자리를 이용한 항법을 그리스에 소개했다는 전승이 있다. 이 별자리가 큰곰자리보다 진짜 북쪽을 훨씬 정확히 가리켰기 때문에, 이후 그리스어권에서는 작은곰자리를 "포이니케(Phoinike, 페니키아인의 별자리)"라 부르기도 했다.

이 이야기가 탈레스 개인의 업적인지, 아니면 오래전부터 있던 지중해 항해 관행을 후대에 한 인물의 이름으로 정리한 것인지는 확정하기 어렵다. 다만 페니키아 상선단이 지브롤터 해협을 넘어 대서양 연안까지 다녔다는 점을 생각하면, 육지가 안 보이는 구간에서 별로 방향을 잡는 기술이 실제로 필요했다는 배경만은 분명하다.

보름달에 가까운 달이 뜬 밤바다 위 고대풍 돛배 갑판에서 머리띠를 맨 수염 난 선원이 밧줄을 쥐고 북극성 쪽 하늘을 올려다본다

 

폴리네시아의 제니스 스타 항법과 호쿠레아

그렇다면 남태평양처럼 북극성이 지평선 아래로 사라지는 지역에서는 어떻게 했을까. 폴리네시아 항해자들은 전혀 다른 발상을 썼다. 특정 별이 밤하늘에서 정확히 머리 위(천정, zenith)를 지나가는 지점이 곧 특정 위도라는 원리다. 이를 제니스 스타(zenith star) 항법이라 부른다.

대표적인 예가 목동자리의 아르크투루스다. 이 별의 적위는 약 +19°가량으로, 하와이 제도의 위도(약 19~22°N)와 거의 겹친다. 즉 배가 아르크투루스가 정확히 머리 위를 지나가는 위치에 도달하면, 그 배는 하와이와 같은 위도선 위에 있다는 뜻이 된다. 하와이어로 이 별을 "호쿠레아(Hōkūle'a, 기쁨의 별)"라 부르는데, 1976년 폴리네시아 항해협회가 전통 방식만으로 타히티~하와이 구간을 건넌 이중선체 카누에 이 별의 이름을 붙인 것도 이런 이유에서다. 나침반이나 육분의 없이, 별이 뜨고 지는 방향과 이 제니스 스타만으로 수천 킬로미터 대양을 건넌 항해가 실제로 재현됐다.

 

은하수가 펼쳐진 밤바다에서 쌍동선 갑판에 선 문신한 항해자가 작은 나무 막대를 하늘로 들어 올리고 뒤로 초승달이 떠 있다

 

아랍 항해자의 카말 - 손가락 너비로 잰 위도

인도양과 홍해를 오가던 아랍 항해자들은 북극성의 고도를 눈대중이 아니라 직접 도구로 측정했다. 이 도구가 카말이다. 손바닥 크기의 나무판 중앙에 매듭이 있는 끈을 연결한 단순한 구조로, 사용자가 끈을 이빨로 물거나 손으로 당겨 나무판의 위아래 모서리가 각각 수평선과 북극성에 닿도록 맞춘다.

15세기 항해가 아흐마드 이븐 마지드가 남긴 항해 지침서 《항해술의 유용한 정보와 원칙에 관한 책(키탑 알파와이드)》에는 고도를 "이스바(isba, 손가락 너비)"라는 단위로 측정하는 방법이 기록돼 있다. 1이스바는 약 1.6도에 해당해, 나무판에 매듭 간격을 다르게 묶어두면 곧 여러 항구의 위도를 나타내는 눈금이 됐다. 특정 항구로 가려면 그 항구에 해당하는 매듭까지 끈을 당긴 뒤, 나무판이 북극성과 수평선에 동시에 닿을 때까지 배를 남북으로 조정하며 항해하면 된다 — 위도를 재는 도구가 곧 목적지 좌표였던 셈이다.

별자리 항법이 답하지 못한 것

이 세 가지 방식 모두 위도, 즉 남북 위치는 비교적 정확히 알려주었다. 하지만 동서 위치, 즉 경도는 별의 고도만으로 알 수 없었다. 경도는 출발지와 현재 위치의 시각 차이를 정밀하게 비교해야 계산할 수 있는데, 이를 위한 정확한 해상시계(크로노미터)는 18세기 후반에야 실용화됐다. 그전까지 항해자들은 위도선을 따라가다가(래티튜드 세일링) 목표 지점과 같은 위도에 도달하면 그 선을 타고 동쪽 또는 서쪽으로 계속 항해하는 방식으로 경도의 한계를 우회했다. 별자리 항법의 정교함과 경도 문제의 공백이 나란히 존재했다는 점이, 이후 항해 기술사가 크로노미터 발명으로 이어지는 배경이 된다.

한눈에 보는 핵심 정리

• 북반구 항법의 핵심 원리: 북극성의 지평선 고도 ≈ 관측자의 위도
• 그리스인은 원래 큰곰자리를 썼으나, 더 정확한 작은곰자리 항법을 페니키아식으로 받아들였다는 전승이 있다(디오게네스 라에르티오스가 전하는 칼리마코스 기록)
• 폴리네시아 항법: 아르크투루스(적위 약 +19°)가 머리 위를 지나는 지점 = 하와이 위도, 이 원리로 카누 이름을 호쿠레아라 지음
• 아랍 항법: 카말로 북극성 고도를 이스바(약 1.6도) 단위로 측정, 항구별 매듭으로 목적지 위도를 표시
• 세 방식 모두 위도는 재현 가능했지만 경도는 별도 문제로 남았다

FAQ

북극성이 정확히 하늘의 북극에 있나요?
아니다. 현재 북극성은 실제 천구의 북극에서 약 0.7도 떨어져 있다. 이 값은 지구 자전축의 세차운동 때문에 계속 조금씩 변한다.

남반구에서는 어떤 별을 이용했나요?
남반구는 북극성처럼 뚜렷한 극성이 없어, 남십자자리와 그 주변 별들의 위치 관계로 남쪽 하늘의 극 방향을 추정하는 방식을 주로 사용했다.

폴리네시아 항법은 지금도 쓰이나요?
전통 항해 기술 계승과 문화 교육 목적으로 폴리네시아 항해협회 등이 실제 원양 항해에 지금도 활용하고 있으며, 위성항법과 병행해 재현·교육용으로 운영된다.

카말은 낮에도 쓸 수 있었나요?
카말은 밤하늘의 별(주로 북극성) 고도를 재는 도구였기 때문에 기본적으로는 야간 관측용이었고, 낮 항해에서는 태양 고도나 해류·바람 등 다른 단서를 함께 활용했다.

참고자료

디오게네스 라에르티오스, 《유명한 철학자들의 생애와 사상》 중 탈레스 편(칼리마코스의 기록 인용, 페니키아식 작은곰자리 항법 관련 전승)
Polynesian Voyaging Society 공식 자료(호쿠레아호와 제니스 스타 항법 관련 기록)
George Fadlo Hourani, 《Arab Seafaring》(카말과 이스바 단위 관련 서술)
IAU(국제천문연맹) 항성 목록(북극성·아르크투루스 위치 및 적위 수치)