소행성 막는 기막힌 아이디어!

[항우연] 필름 감싸기, 중력 견인차 등

한국 최초의 우주인 탄생, 천리안 발사 등으로 항공우주과학이 전국의 이슈로 떠오르고 있다. 사이언스타임즈는 항공우주과학에 대한 이해를 돕고, 관심을 고취시키고자 한국항공우주연구원에서 발행중인 웹진 카리스쿨의 콘텐츠를 주 1회 제공한다.

“ ‘2005 YU55’라는 이름의 소행성이 오는 11월, 지구에서 32만 5천km 떨어진 곳을 지날 예정입니다.”

지난 2일 미국항공우주국(NASA)이 발표한 소식입니다. ‘YU55’는 2005년 12월에 발견된 소행성인데, 6개월 뒤에 지구 근처를 지난다는 것입니다. 너비가 400m에 달하는 소행성이 달과 지구보다 더 가까이 다가온다니! 왠지 무시무시한 일이 벌어질 것만 같습니다.

다행이 ‘YU55’ 소행성은 지구에 별로 영향을 주지 않을 전망입니다. 지구 중력이나 밀물·썰물에도 큰 변화가 없을 것으로 예상됐기 때문이죠. 하지만 소행성이 지구와 충돌할 가능성은 점점 높아지고 있습니다. 하루에도 약 5천만개의 소행성과 혜성이 지구 주위를 지나가고 있답니다.

혜성이나 소행성 중 일부가 궤도를 벗어나서 오랜 시간동안 돌다 보면 원래 궤도가 변하게 됩니다. 이런 것들 중에는 지구궤도에 다가오거나 통과하는 것도 있죠. 이중에 크기가 150m 이상이거나 지구와 750만km보다 가까워지는 것은 지구를 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.

1km급 소행성 떨어져도 기후변화

컴퓨터로 이런 소행성들이 지구와 부딪혔을 경우를 계산해 본 결과는 놀랍습니다. 지름 10km급 소행성이 지구에 충돌하면, 지구 전체에 재난이 생기고 생물도 대부분 멸종하게 됩니다. 6km급 소행성이 태평양에 떨어지면 지름 260km 정도의 크레이터가 생기고, 430m의 해일이 생겨 일본과 남미 해안, 동남아, 호주 등을 삼키게 됩니다. 1km급 소행성만 떨어져도 지구 전체의 기후변화가 나타납니다.

이런 위험을 피하려면 어떻게 해야 할까요? 과학자들이 가장 많이 연구하는 방법은 소행성의 궤도를 바꾸거나 폭파시키는 방법입니다.

미국 영화 ‘아마겟돈’과 ‘딥임팩트’에서 보여준 방법은 소행성을 폭파시키는 것입니다. 핵폭탄을 사용해 소행성을 산산이 부숴 지구가 받을 충격을 줄인 것이죠. 하지만 지구 가까이 다가온 소행성을 폭파시키면 수천 개의 조각이 지구에 쏟아질 위험이 있습니다. 그래서 실제로는 소행성의 궤도를 바꾸는 방법이 더 좋은 것으로 알려졌습니다.

소행성의 궤도를 변경시키는 방법 중 눈에 띄는 것은 ‘필름으로 소행성을 감싸는 방법’입니다. ‘마일라(Mylar)’라 불리는 폴리에스터 필름으로 소행성의 절반을 덮으면 소행성의 궤도가 바뀌게 되는데요. 그 이유는 필름이 태양복사에너지를 더 많이 받기 때문입니다. 호주 퀸즈랜드대학교의 메리 드수자 학생이 낸 이 아이디어는 ‘2008 소행성 충돌 예방 국제대회’에서 대상을 받았습니다.

거울을 많이 달고 있는 인공위성을 이용하는 방법도 있습니다. 영국 글래스고대 연구팀이 내놓은 이 아이디어는 수십~수천 개의 거울이 달린 위성이 벌떼처럼 달라붙는 방식입니다. 거울이 태양빛을 반사시켜 소행성을 비추면 내부 분열이 일어나 가스를 분출하게 되는데요. 이것은 돋보기로 빛을 모아서 한곳을 비출 때를 생각하면 쉽습니다. 돋보기로 빛을 모은 부분에는 열이 모여서 뜨거워지니까요. 이 과정에서 수분이나 가스가 날아가게 되면, 소행성 무게가 달라져 이동 경로가 바뀌는 원리입니다.

거울 대신 ‘태양 돛’을 단 인공위성이 사용되기도 합니다. 돛 형태의 특수 장치를 단 위성을 소행성에 붙이는 거죠. 태양에서는 만들어진 전기의 성질을 가진 알갱이가 바람처럼 날아가 소행성에 달린 돛을 밀어내게 됩니다. 이 힘 때문에 소행성은 궤도를 변경하게 되죠.

궤도 변경을 위한 다양한 방법

다음은 소행성에 직접 로켓을 붙여서 궤도를 변경하는 방법입니다. 원자력 에너지를 이용하는 엔진을 가진 로켓을 만들고, 이것을 로켓에 달아 우주에 올린 뒤 소행성에 붙이는 것이죠.

소행성을 잡아 당겨 궤도를 고치는 ‘중력 견인차(gravity tractor)’도 개발됐습니다. 무게 10톤의 이 우주선은 지구와 충돌할 위험이 있는 소행성을 막기 위해 발사됩니다. 이 우주선은 소행성의 상공 49m 정도에 머물면서 지구로 다가오는 소행성을 잡아당기고, 소행성과 지구가 부딪히는 것을 막게 됩니다.

지구에 소행성이 충돌하면 정말 끔찍한 상황이 벌어집니다. 작년 10월 일본 HNK 방송이 공개한 소행성이 지구에 충돌하는 것을 가정한 영상을 보면 지름 500km의 소행성이 지구에 부딪치는 장면이 나오는데요. 지표면이 귤 껍질처럼 벗겨지고 솟아오른 바위가 지구를 공격하는 모습을 볼 수 있습니다. 또한, 바닷물도 충돌할 때 생긴 열로 말라버려 하루 만에 지구가 파괴될 수 있습니다.

하지만 우주과학자들이 이에 대비해 꾸준히 연구하고 있으니 어느 정도 안심할 수 있습니다. 지구 근처로 다가오는 소행성이 있는지 늘 감시하고, 필름으로 소행성을 감싸는 방법처럼 기발하고 효과적인 아이디어를 구현할 방법도 꾸준히 연구하고 있으니까요.

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