소행성 궤도 변경 프로젝트 시작됐다

우주선 충돌시켜 진행 경로가 바뀌는지 여부 파악

‘지구 최후의 날’을 피하기 위한 인류의 노력이 과연 효과가 있는지를 파악하는 위대한 도전이 앞으로 3개월 정도면 시작될 것으로 보인다. 지구 최후의 날이란 소행성 충돌 때문에 지구에 사는 모든 생명체가 죽음을 맞이하게 되는 상황을 의미한다.

소행성과 충돌하여 지구가 최후의 날을 맞이하는 순간을 피하기 위한 다양한 연구가 추진되고 있다. ⓒ phys.org

최근 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)은 ‘소행성 궤도변경 프로젝트’의 본격적인 실행을 앞두고 최종 준비 작업에 들어가면서, 예정대로 오는 11월 24일 DART를 발사할 예정이라고 밝혔다.

DART(Double Asteroid Redirection Test)는 직역하면 ‘쌍(雙) 소행성 궤도변경시험’으로서, 우주 공간을 떠다니는 2개의 쌍둥이 소행성에 실제로 충돌하여 궤도를 바꾸는 임무를 맡은 우주선이다.

본격적으로 시작된 소행성 궤도변경 프로젝트

소행성이 지구와 충돌한다면 인류는 어떻게 될까? 인류가 멸망할 정도로 거대한 소행성과 충돌하는 것은 가능성이 희박하지만, 지름이 100m 이내인 초소형 소행성과의 충돌은 언제든지 발생할 수 있다는 것이 전문가들의 의견이다.

실제로 미 항공우주국(NASA)이 지난 2019년에 조사한 바로는 지구를 위협하는 소행성은 무려 2,000여 개에 달하며, 그중에서도 지구 전체에 큰 피해를 줄 가능성이 있는 소행성은 약 240개 정도로 추산되는 것으로 나타났다.

지구와 충돌할 가능성이 조금이라도 있는 소행성은 지구 궤도에서 약 4,500만km 이내를 지나가는 천체들이다. 물론 대부분의 소행성은 지구와 충돌하지 않고 계속해서 그 자리에서 공전하기 때문에, 이들이 지구와 충돌할 가능성은 극히 낮다.

영화 딥임팩트에서는 소행성을 핵폭탄으로 쪼개는 시도를 하는 장면이 등장한다. ⓒ NASA

하지만 아주 적은 확률이라고 할지라도 섣불리 안심해서는 안 되는 법이다. 언제든지 지구를 멸망의 길로 빠뜨릴 수도 있는 소행성들을 감시하기 위해 NASA를 비롯한 전 세계 우주탐사 기관들은 그동안 충돌을 막을 수 있는 근본적 방법을 연구하기 위해 노력해 왔다.

대표적으로는 지구와 혜성의 충돌을 다룬 SF영화인 ‘딥임팩트(Deep Impact)’에서 나오는 방법대로 핵폭탄을 사용하는 것이다. 핵폭탄을 혜성과 충돌시켜 산산조각을 내면 지구가 피해를 거의 입지 않을 것이라는 생각에서 등장한 방법이지만, 전문가들은 오히려 더 위험할 수 있다는 의견을 제시하고 있다.

그래서 지구가 피해를 당하지 않으면서 비교적 안전하다고 연구한 방법이 바로 소행성 표면에 태양 돛을 달아 태양풍을 이용하여 다른 방향으로 지나가게 하거나, 그물로 소행성을 물리적으로 잡아당겨 원하는 장소로 옮기는 것이었다.

하지만 이들 방법은 현재의 과학기술 수준으로는 불가능한 부분이 많아서 지금 당장에라도 할 방법들이 연구되기 시작했고, 그 결과 우주선을 소행성에 충돌시켜 진행 방향을 바꾸는 방법이 최종적으로 선정됐다.

소행성에 우주선 충돌시켜 궤도 변경 가능 여부 판단

소행성 궤도변경 프로젝트는 마치 당구공을 다른 당구공에 충돌시키는 것에 비유할 수 있다. 굳이 소행성을 파괴할 필요없이 궤도를 살짝만 수정해 줘도 소행성이 지구를 비켜가게 되므로, 위험도와 비용 면에서 소행성을 파괴하는 것보다 훨씬 더 수월하고 저렴하기 때문이다.

문제는 그런 재난이 실제로 닥치기 전에, 프로젝트가 현실적으로 가능한 작업인지를 검증해야 한다는 것이다. 따라서 NASA와 ESA는 테스트해볼 천체를 선별하는 작업에 들어갔고, 그 중에서 소행성인 디디모스(Didymos 또는 Didymoon)를 테스트의 대상으로 선정했다.

디디모스는 아폴로 소행성 군에 속하는 지름 800m급 소행성이다. NASA와 ESA의 공동 연구진이 디디모스를 테스트의 대상으로 삼은 이유는, 충돌 테스트 예정 시점인 2022년 하반기에 지구에서 1,100만 km 정도의 위치까지 근접하기 때문이다.

공동 연구진이 디디모스를 우주선 충돌의 목표라고 밝히기는 했지만, 사실 엄밀하게 말하자면 연구진의 목표는 소행성인 디디모스가 아니라, 이 소행성의 주변을 공전하는 170m 정도 지름을 가진 디모포스(Dimorphos)이라는 이름의 위성이다. 이 위성을 목표물로 삼은 이유에 대해 연구진은 우주선 충돌 테스트 대상으로 더 적합하기 때문이라는 답변을 내놓은 바 있다.

소행성 궤도변경 프로젝트의 개요 ⓒ NASA

11월에 예정대로 DART 우주선이 발사되면 1년 정도의 긴 여정을 거친 끝에 디모포스 가까이 접근하고, 이어서 탄환보다 9배나 빠른 속도로 디모포스에 충돌하여 위성 궤도가 변하는 사실을 확인하는 것이 공동 연구진이 구상하는 시나리오다.

NASA의 보고서로는 DART 우주선의 무게는 500kg 정도인데, 정확한 위치에 충돌하기 위한 네비게이션 카메라와 충돌 시 모습을 관측하기 위한 소형 큐브셋 정도만이 화물로 실릴 예정이다.

무게에 비해 그리 많지 않은 장비를 싣고 떠나는 이유에 대해 연구진은 “아무리 위성이라 하더라도 디모포스의 무게가 무거워서 궤도를 변경시키기 위한 일종의 ‘체중 늘리기’ 작전이라고 할 수 있다”라고 말했다.

그러면서 “우주선이 아무리 총알보다 9배나 빠른 속도로 날아가서 충돌하더라도 디모포스의 궤도는 미세한 정도로 바뀌겠지만, 과연 인공적으로 만든 우주선으로 자연이 창조한 위성의 궤도를 변경할 수 있느냐는 점이 이번 프로젝트의 목적”이라고 밝혔다.

이 같은 계획과 관련하여 연구진은 “과거 시행했던 미션에서 이미 우주선을 혜성에 충돌시킨 사례도 있기 때문에 우주선을 위성에 충돌시키는 것 자체는 어렵지 않으리라고 보인다”고 예상하면서 “진짜 문제는 위성의 궤도를 변경시킬 수 있느냐는 점”이라고 강조했다.

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