July 20,2019

한 번 발사로 6개 소행성 탐사

탐사선 루시… 우주 탄생의 비밀 밝힐 것으로 기대

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잘하면 ‘일타육피(一打六皮)’까지도 가능한 탐사 업무가 오는 2021년을 목표로 준비되고 있어 새해벽두부터 천문학계를 흥분시키고 있다.

하나의 탐사선으로 6개의 소행성을 탐사한다는 이 야심찬 계획은 미 항공우주국(NASA)에 의해 추진되고 있다. 목성 근처에 위치해 있는 소행성 무리를 목표로 하여 비행하다가, 중간에 만나게 되는 소행성까지 한꺼번에 탐사를 한다는 것.

목성 궤도에 진입하는 탐사선 루시의 상상도 ⓒ NASA

목성 궤도에 진입하는 탐사선 루시의 상상도 ⓒ NASA

NASA는 보도자료를 통해 ‘탐사선 한 대가 한 번에 탐사하는 소행성의 숫자로는 역대 최대’라고 밝히며, ‘탐사가 마무리되는 2030년 경이 되면 우주 탄생의 비밀을 한꺼풀 더 벗길 수 있을 것’이라고 전망했다. (관련 기사 링크)

한 번 탐사로 6개의 소행성 탐사

일타육피 임무가 부여된 탐사선의 이름은 ‘루시(Lucy)’다. 지난 1974년 에디오피아 계곡에서 발견된, 최초의 인류로 추정되는 화석의 이름을 탐사선에 부여했다.

탐사선에 최초 인류 화석의 이름을 부여한 이유에 대해 NASA 관계자는 “루시 화석이 인간의 진화와 관련하여 엄청난 과학적 증거를 제시해준 것만큼, 탐사선 루시도 태양계의 비밀을 풀 수 있는 증거를 가져올 것이라는 기대감에서 붙인 이름”이라고 설명했다.

루시는 지금으로부터 2년 뒤인 2021년에 발사되어 목성 궤도까지 긴 여정을 시작하게 된다. 이 궤도에는 40억 년도 더 된 엄청난 양의 소행성들과 행성이라 붙일 수도 없을 정도의 작은 돌멩이, 그리고 얼음들이 혼재되어 태양 주위를 돌고 있다.

거대한 소행성 무리들이 목성 궤도를 돌고 있는 지점을 라그랑주 점이라고 한다 ⓒ NASA

거대한 소행성 무리들이 목성 궤도를 돌고 있는 지점을 라그랑주 점이라고 한다 ⓒ NASA

이들 무리는 마치 목성을 호위하듯이 앞과 뒤에서 태양 주위를 돌고 있는데, 천문학자들은 이 지점을 ‘라그랑주 점(Lagrangian Point)’이라고 부른다. 이곳은 태양과 목성의 중력이 절묘하게 균형을 이루고 있는 지점이어서, 많은 소행성들이 몰려있는 곳이기도 하다.

특히 L4와 L5로 지정된 지역은 가장 많은 소행성들이 몰려있는 곳이다. 천문학계는 이곳을 ‘트로이 소행성군’으로 명명하고 있는데, 탐사선 루시는 바로 이곳을 목표로 발사될 예정이다.

이와 관련하여 NASA 관계자는 “루시가 트로이 소행성군 속으로 돌진하여 목표로 한 소행성들에 대한 정보를 수집할 예정”이라고 밝히며 “앞서 발사된 오시리스-렉스 탐사선이 아폴로 소행성군에 포함된 베누 소행성을 탐사하러 갔다면, 루시는 목성 근처의 소행성들을 보러 가는 것”이라고 비유했다.

태양계의 비밀을 풀 수 있을 것으로 기대

NASA가 공개한 자료에 따르면 루시의 첫 탐사 목표는 목성 궤도의 L4 지점으로서, 목성보다 60도 앞에 있는 지점이다. 예정대로 루시가 이곳에 도착한다면 2027년경이 되는데, 가는 도중인 2025년쯤에 별도의 소행성 하나를 만날 예정이다.

이 소행성의 이름은 52246-도날드 요한슨으로서, 화석인 루시를 발견한 고고학자인 ‘도날드 요한슨(Donald Johanson)’ 박사의 업적을 기리기 위해 그 같은 이름이 붙여졌다.

52246-도날드 요한슨은 지름 4km 정도로서 비교적 큰 규모의 소행성이지만, 주요 관찰 대상이 아니어서 관측 이미지 정도만 확보할 예정이라는 것이 NASA 측의 설명이다.

루시는 이 소행성을 지나치면서 플라이바이(fly by)를 한 후에 L4 지점으로 향하게 되는데, 이곳에는 지름 64km의 소행성인 3548-유리베이츠(Eurybates)가 기다리고 있다.

이어서 지름 21km의 소행성인 15094-폴리밀(Polymele)을 탐사한 후, 2028년에는 지름 34km의 소행성인 11351-루커스(Leucus)와 지름 51km의 소행성인 21900-오러스(Orus)를 각각 방문하게 된다.

루시는 이렇게 L4 지점의 탐사를 마친 후 방향을 L5 지점으로 바꿔 비행하게 된다. L5 지점이 관심의 대상이 되고 있는 이유는, 이곳에 독특한 모양의 쌍둥이 소행성이 자리를 잡고 있기 때문이다.

쌍둥이 소행성의 이름은 617-패트로클러스(Patroclus)와 메노티우스(Menoetius)로서, 이들은 대략 700km 정도의 거리에서 서로 마주보며 공전을 하고 있는 독특한 형태로 이루어져 있다.

거대한 궤도를 이루며 공전하고 있는 트로이 소행성군의 상상도 ⓒ NASA

거대한 궤도를 이루며 공전하고 있는 트로이 소행성군의 상상도 ⓒ NASA

이 같은 NASA의 소행성 탐사 계획에 전 세계 천문학계는 잔뜩 기대를 걸고 있는 상황이다. 사실 그동안 미국의 주요 탐사 대상은 화성과 같은 행성이었기 때문에, 소행성 탐사는 다소 뒷전에 밀려나 있는 분위기였다.

실제로 소행성 탐사 분야에 있어서만큼은 미국이 일본과 유럽에 뒤쳐져 온 것이 사실인데, 그런 열세를 루시 탐사선을 통해 만회하겠다는 것이 최근의 전략이다. 소행성 탐사야말로 태양계 생성의 비밀을 풀어줄 열쇠로 주목받고 있기 때문이다.

지금까지 관측된 바로는 트로이 소행성군에 위치한 소행성들 대부분이 상당히 어두운 표면을 가지고 있는 것으로 나타났다. 너무 어두운 나머지 태양빛을 4~5% 정도만 반사하는 것으로 확인되었는데, 이는 도로 위의 아스팔트보다 더 어두운 것이다.

NASA는 이 어두운 물질의 정체를 탄소를 포함한 유기물로 추측하고 있는데, 만약 이런 추정이 사실이라면 지구 생명의 원천이 소행성이라는 것에 상당한 신빙성을 더해줄 수 있다.

이 같은 관측 결과에 대해 소행성 탐사 프로젝트에 참여하고 있는 콜로라도 사우스웨스트 우주항공연구소의 해롤드 레비슨(Harold Levison) 박사는 “인류는 루시 탐사선의 활약에 따라 태양계가 어떻게 생겨났으며, 어떻게 진화했는지에 대한 단서를 파악할 수 있을 것”이라고 전망하며 “이를 위해 트로이 소행성 무리를 관측하는 것은 엄청난 도전”이라고 말했다.

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