DART 미션, 성공적으로 소행성의 경로를 변경하다

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DART 미션, 성공적으로 소행성의 경로를 변경하다
인류가 첫 번째로 바꾼 소행성의 궤도

2022.10.20 09:00 김민재 리포터

DART 미션은 성공했을까?

미항공우주국(NASA)의 우주선 다트(DART: Double Asteroid Redirection Test, 쌍소행성 방향전환 평가) 미션이 소행성 디디모스 I 디모르포스(Dimorphos, 이하 디모르포스)의 궤도를 변경하기 위하여, 위 소행성과 충돌한 지 벌써 2주가 넘었다.

위 미션은 향후 지구와 충돌할 위협이 있는 소행성과 충돌하여 해당 소행성의 궤도를 바꾸며 최종적으로 지구를 지키기 위한 최초의 지구 방어 미션이다. 따라서, 위 미션을 통하여 인류가 실질적인 대응책을 발견할 수 있을지 큰 관심을 모았다. (관련 기사 보러 가기 – “소행성의 위협으로부터 지구를 지켜라, DART 미션”)

충돌 전의 디모르포스 © DART/NASA

디모르포스의 공전궤도가 변화되었다!

2주 정도 지난 후, 미항공우주국(NASA)은 최근 소행성의 경로를 변경하려 시작된 DART 미션의 시도에 대해서 분석한 후 결과를 발표했다.

DART 팀의 과학자들에 따르면, 겨우 자판기 크기만 한 탐사선이 폭이 160m 정도 되는 소행성 디모르포스의 궤도를 매우 성공적으로 변경시켰음이 확인되었다. 위 충돌은 인류가 우주선을 소행성에 충돌시켜서 처음으로 궤도를 바꾼 실험으로 기록되었으며 이번 임무를 통해서 기록된 모든 변수들은 지구를 소행성 충돌 위협으로부터 보호하는 데 활용될 것으로 기대된다.

대략적인 디모르포스의 궤도 변화 © NASA, Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, BBC

디모르포스의 궤도는 얼마나 변경되었을까?

디모르포스는 지구 근처 소행성인 65803 디디모스(이하 디디모스)의 위성 소행성(쌍소행성계)이다. DART 탐사선의 충돌전 디모르포스는 디디모스 주위를 약 11시간 55분에 한 번씩 공전하고 있었다.

디디모스와 디모르포스 모두 지구에 위협을 가할 수 있는 잠재적 위험 소행성이 아니지만, 소행성의 위협으로부터 지구를 구하기 위한 미션의 주인공이 되었다. 당초 과학자들은 이번 충돌로 인해서 디모르포스가 디디모스 궤도를 도는 속도가 약 1% 줄어들고 이에 따라 디모르포스의 공전주기가 수 분가량 줄어들 것으로 예측한 바 있다.

DART 팀의 과학자들은 충돌 직후부터 제임스 웹 우주망원경, 허블우주망원경 등 다양한 우주망원경과 지구에 배치된 여러 대형 망원경을 이용하여 디모르포스의 궤도 변화를 측정하기 시작했다. 또한, DART 탐사선의 충돌 며칠 전 분리되어 디모르포스에 관한 데이터를 계속 수집하고 있던 이탈리아우주국의 큐브위성인 리시아큐브(LICIACube)의 결과를 바탕으로 2주 정도 계속 변화를 추적한 끝에 제2, 3의 DART 미션은 지구의 수호자가 될 수 있다는 결론에 도달했다.

충돌 후 디모르포스의 공전 주기가 11시간 23분으로 줄어들었기 때문이다. 총 32분 정도의 변화가 있음이 확인되었으며 이는 디모르포스가 디디모스에 수십m 정도 다가갔음을 의미한다. 공전 궤도는 당초의 예상이었던 1%보다 3%가량 더 변경되었지만, 이러한 미션들이 미래에 사용될 수 있는 행성 방어 전략의 일부로 충분히 사용될 수 있음에 큰 기대를 모으고 있다.

소행성의 위협으로부터 지구를 지킬 수 있을까?

마치 우주 당구와 같다고 표현되고 있는 위 충돌 실험은 과학자들의 아이디어가 맞았다는 것이 증명되고 있으며, 지구에 위협을 가할 수 있는 잠재적 위험 소행성을 보다 정확하게 추려냄이 중요함을 시사하고 있다.

하지만 DART 미션의 프로그램 과학자인 톰 스태틀러 박사(Dr. Tom Statler)는 위 실험에서 많은 결론을 내리는 것은 불가능할 것이라고 설명한다. 구성물질, 외형 등 다양한 모습의 소행성은 늘 다양한 방법으로 태양이나 행성들을 공전하며 우주를 여행하기 때문이다. 따라서 한 소행성에 대한 단 한 번의 실험이 모든 소행성에 유사하게 대비될 것이라고 예측하는 것은 자칫 위험할 수 있다.

다만, 위 실험의 결과는 시뮬레이션에서 물리학 계산을 위한 기준점으로 사용될 것이며 이를 통해서 보다 다양한 상황에서 다양한 종류의 충격이 소행성의 궤도를 어떻게 변하는지 알려줄 것이다. 특히 시뮬레이션 결과를 토대로 다시 시작될 후속 연구가 매우 기대되고 있다.

반면, 유럽우주국(ESA)은 가까운 미래에 디디모스와 디모르포스의 관측과 후속 연구를 위하여 총 3개의 우주선을(통칭하여 HERA 미션으로 부름) 쏘아 올릴 예정이다.

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