[지금은 우주] 우주기술 여기까지 왔다…소행성 충돌해 궤도 바꾼다?

[아이뉴스24 정종오 기자] DART(Double Asteroid Redirection Test) 우주선이 우리나라 시간으로 24일 오후 3시 21분쯤 미국 캘리포니아 반덴버그 우주기지에서 발사됐다. DART는 소행성에 강제로 충돌해 소행성의 궤도를 바꾸고자 하는 실험이다. 소행성에 인위적으로 충돌하기 위해 만든 우주선이다.

이번 임무는 고난도 기술과 내비게이션이 필요한 임무이다. 미국 항공우주국(NASA)의 말을 빌리자면 날아가는 농구공에 모래를 부딪쳐 농구공의 속도와 궤도를 바꾸는 것과 같다. 무엇보다 서로 움직이는 천체에서 정확한 계산 없이는 충돌시킬 수 없는 임무이다.

우주기술이 이젠 소행성의 궤도를 바꾸는 곳까지 발전해 있다. NASA는 24일 DART가 발사에 성공했고 내년 9월 말~10월 초 목적지에 도착할 예정이라고 공식 발표했다. DART 우주선의 무게는 약 600kg이다.

시속 2만4천km의 속도로 우주를 날아 2022년 9월 말쯤 지름 780m인 소행성 ‘디디모스(Didymos)’와 디디모스 위성인 지름 160m의 ‘디모포스(Dimorphos)’에 가깝게 비행한다. DART는 이 소행성이 지구와 가장 가까워지는 내년 9월 말이나 10월 초에 디모포스와 충돌한다. 이때 지구와 디모포스 거리는 약 1천100만km 정도일 것으로 분석됐다. 달과 지구 거리의 약 28배 정도되는 셈이다.

DART 우주선은 충돌 4시간 전에 디모포스를 향해 속도를 높인다. 초속 약 6.6km(시속 2만4천km)의 속도로 충돌한다. 충돌 이후에는 이탈리아우주국이 만든 초소형 인공위성이 충돌지역을 촬영한다.

DART 우주선에 함께 실린 인공위성의 이름은 리시아큐브(LICIACube)이다. 리시아큐브는 DART가 소행성과 충돌하기 10일 전에 DART에서 분리돼 디모포스에서 55km 떨어진 지점에서 ‘회피 기동’에 들어간다. 충돌 장면을 촬영할 준비를 한다.

DART는 말 그대로 기술 테스트로 소행성에 충돌하도록 설계된 우주선이다. DART가 충돌하는 디모포스는 지구에 위협이 되지 않는다. DART는 혹시 있을지도 모를 지구를 위협하는 소행성을 염두에 두고 우주선을 의도적으로 소행성에 충돌시키는 게 목표이다.

DART는 충돌을 통해 우주에서 소행성의 움직임을 변경, 소행성의 궤도를 바꿀 수 있는지를 알아본다. 함께 실려 간 리시아큐브가 충돌 이후 관련 데이터를 수집하고 촬영한다. 이를 종합 분석해 소행성 충돌 결과가 나온다.

NASA 측은 “내년 9월 26~10월 1일 사이에 DART 우주선을 디모포스에 충돌시킬 예정”이라며 “이번 충돌을 통해 디모포스의 공전 속도는 1%, 공전 주기는 최소 73초 단축할 수 있을 것으로 본다”고 설명했다.

NASA가 예상하기로는 이번 충돌이 성공하면 디모포스에 약 10m 폭의 충돌구가 생길 것으로 진단했다. 충돌의 영향으로 디모포스 공전 궤도가 디디모스에 좀 더 가까운 쪽으로 바뀔 것으로 판단하고 있다.

지금까지 확인된 것으로는 가까운 미래에 지구와 충돌할 가능성이 있는 소행성은 없다. 다만 여전히 확인되지 않고, 불쑥 지구 궤도로 돌진하는 소행성은 있을 수 있다. 이번 임무가 성공하면 지구로 돌진하는 소행성을 회피할 수 있는 방법을 찾을 것으로 기대된다.

NASA 측은 “DART 임무는 마치 날아오는 농구공에 모래를 부딪쳐 농구공의 속도와 궤도를 바꾸는 것에 비유할 수 있다”며 “움직이는 천체에서 우주선을 쏘아 올려 움직이는 또 다른 천체에 충돌하는 것은 매우 어려운 임무”라고 설명했다.

이번 임무는 몇 단계로 나눠진다. 우선 충돌하기 직전까지는 DART에 탑재된 카메라가 여러 데이터와 관련 이미지를 수집한다. 충돌 이후에는 10일 전에 분리된 리시아큐브샛이 잔해물이 어느 정도 잦아든 이후 관련 데이터를 파악한다.

이어 유럽우주기구(EAS)에서 2023년 헤라(HERA) 탐사선을 쏜다. 헤라 탐사선은 DART가 충돌한 디모포스와 디디모스에 접근해 충돌 이후 여러 상황을 종합적으로 탐사한다.

우리나라 연구팀도 이번 DART 임무에 함께 한다. 문홍규, 최영준 한국천문연구원 박사 등이다. 문홍규 박사는 “내년에 DART가 디모포스에 충돌할 때 지상관측 부분을 맡아 연구할 예정”이라며 “천문연 망원경으로 충돌 직후 디모포스에서의 분출물은 어느 정도인지, 화염 등이 얼마나 밝아지는지, 충돌에너지는 어떻게 방출되는지 등을 파악한다”고 말했다.

문 박사는 “두 개의 소행성이 자전과 공전을 하면서 광도 변화가 나타나는데 그것을 추적해 디모포스 궤도가 얼마나 변했는지 지상에서 관측할 수 있다”고 말했다.

◆소행성으로부터 지구를 보호하라(https://youtu.be/MllVyER2OaE)