NASA 우주선 소행성 위성 충돌 궤도변경 첫 실험
1100만㎞ 떨어진 곳서 충돌…공전주기 변화 관측
공룡 대멸종과 같은 소행성 충돌로 인한 참사를 막을 인류의 첫 행성 방어 실험이 이뤄진다.
항공우주국(NASA)은 23일 밤 10시 21분(한국시간 24일 오후 3시 21분)께 캘리포니아주 밴덴버그 우주군 기지에서 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실어 ”쌍 소행성 궤도수정 시험'(DART) 우주선을 발사한다. 이때 기상 조건 등이 적합하지 않아 발사하지 못하면 84일 뒤에나 발사 창이 열린다.
이 우주선은 지구를 향해 날아오는 소행성에 다가가 충돌하는 임무를 띠고 있으며, 이를 통해 ‘운동 충돌체'(kinetic impactor)로 궤도를 변경할 수 있는지를 확인하게 된다.
◇ 첫 충돌 실험 목표는
DART 우주선은 무게 620㎏에 소형차 크기로, 내년 9월 말께 축구경기장 크기의 소행성 ‘디모르포스'(Dimorphos)에 다가가 초속 6.6㎞로 충돌한다.
디모르포스는 지구에 3000만 마일(4800만㎞) 이내로 접근하는 지구 근접 천체로 분류된 ‘디디모스'(Didymos)를 11.9시간 주기로 위성(달)처럼 돌아 ‘디디문’으로도 불리는데, 충돌 충격으로 궤도를 도는 시간에 변화가 있는지를 분석하게 된다.
그리스어로 ‘쌍둥이’를 뜻하는 디디모스는 지름이 780ｍ, ‘두 가지 형태’를 의미하는 디모르포스는 약 160ｍ 정도의 크기를 갖고 있다.
이 소행성들은 태양을 2.11년 주기로 돌고 있으며, 지구에서 약 1100만㎞ 떨어진 지점에서 충돌이 이뤄지게 된다.
현재 디모르포스 크기나 이보다 더 큰 소행성 중에서는 100년 이내에 지구와 충돌할 수 있는 위험을 가진 천체는 파악된 것이 없다. 하지만 어느 날 갑자기 어둠 속에서 발견하지 못했던 새로운 소행성이 나타나 지구를 위협할 위험은 늘 있는 것으로 지적됐다.
디모르포스는 현재는 물론 DART 우주선 충돌 이후에도 지구를 위협할 가능성이 없지만 이런 크기의 소행성이 지구에 부딪히면 핵폭탄 여러 개가 한꺼번에 폭발하는 충격을 가해 수십만 명의 사상자를 낼 수 있다. 소행성 지름이 300ｍ 이상이면 피해 범위가 대륙급에 달하고 1㎞ 이상이면 지구 전체에 영향을 줄 수 있다고 한다.
◇ 어떻게 관측하나
DART 우주선은 태양광 패널을 펼치고 전기추진시스템을 가동해 태양 궤도를 돌며 자동항법장치와 카메라를 이용해 디모르포스에 근접하게 된다.
우주선이 충돌하면 디모르포스의 공전 속도를 1% 미만으로 줄일 것으로 예측된다. 이는 몇 분 정도 돼 지구에서도 망원경으로 측정할 수 있다.
디모르포스가 공전하면서 디디모스 앞을 지날 때 디디모스에서 반사되는 빛을 가려 일시적으로 어두워지는데 시계처럼 반복되는 이 주기를 측정하는 것이다.
단일 소행성에 충돌하면 궤도 변화는 약 0.000006%에 불과해 이를 측정하는 데 수년이 걸리지만 디디모스를 하루에 두 번씩 도는 위성인 디모르포스에서는 이를 신속하게 확인할 수 있 다.
존스 홉킨스 대학 응용물리학실험실(JHUAPL)의 앤디 리브킨 박사는 BBC뉴스와의 회견에서 현재는 공전 시간이 11시간55분으로 측정돼 있는데, 충돌 실험 뒤에는 11시간45분이나 11시간 20분이 될 수 있다고 했다.
그러나 디모르포스의 구성 물질이 무엇인지 확인되지 않은 상태라 충돌 이후 반응은 확실치 않다.
디모르포스 주변에서는 이탈리아우주국이 개발한 큐브샛 ‘리시아큐브'(LICIACube)가 충돌 현장을 기록한다. 이 큐브샛은 충돌 열흘 전에 DART 우주선에서 분리한 뒤 디모르포스와의 조우와 충돌 등을 촬영해 지구로 전송하게 된다.
NASA는 이후 유럽우주국(ESA)과 합동으로 현장 탐사선 HERA를 보낼 계획이다. 오는 2024년에 발사하고, 2027년 현장에 도착해 충돌 현장을 자세히 관측하게 된다.
NASA 행성과학 책임자 로리 글레이즈는 “이 실험을 완료하면 많은 것을 알게 되고, 미래의 잠재적 위협에 대해 더 많은 준비가 돼 있을 것으로 생각한다”고 밝혔다.
