NASA 소행성 타격, 예상과 많이 달랐다

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소행성에 작은 탐사선을 충돌시켜 궤도를 바꾸는 미 항공우주국(NASA)의 ‘DART’ 미션에 대한 중간 보고서가 나왔다. 물리적 타격을 통해 천체의 진행 방향을 바꾼 것은 의미가 있지만, 미션 전의 예상치가 대부분 빗나간 점은 과제로 평가됐다.

지난해 실행된 NASA의 소행성 충돌 실험을 면밀히 들여다본 국제 조사팀은 최근 학술지 ‘네이처(Nature)’에 낸 보고서에서 ‘DART’ 미션의 성과가 기대한 만큼은 아니라고 전했다.

NASA는 2022년 9월 27일 지구 근접 소행성 중 하나인 ‘디디모스’의 위성 ‘디모르포스’에 탐사선 ‘DART’를 충돌시켰다. 인류 역사상 처음 시도된 물리적 소행성 타격은 지구촌이 지켜볼 만큼 관심을 모았다.

NASA가 지난달 말 실행한 행성 방어 프로그램 'DART'의 상상도. DART 우주선 뒤의 작은 위성은
이탈리아우주국(ASI)의 리시아큐브(LICIACube)다. <사진=NASA 공식 홈페이지>

조사팀은 ‘디모르포스’의 궤도가 얼마나 바뀌었는지, 또 천체 자체의 변화는 없는지 면밀하게 들여다봤다. 여기에는 허블과 제임스웹우주망원경 등 우주 관측 장비는 물론 유럽우주국(ESA)이 운용하는 지상 천문대의 데이터가 동원됐다.

약 5개월의 분석을 통해 조사팀은 ‘디모르포스’의 궤도가 확실하게 변화한 점은 인정했다. 다만 NASA를 비롯해 ‘DART’를 기획한 전문가들이 당초 예상한 수치들은 많이 빗나갔다고 아쉬워했다.

조사팀 관계자는 “‘DART’ 충돌에 따라 ‘디모르포스’의 공전주기는 7분가량 바뀔 것으로 생각됐다”며 “실제로는 33분이나 변화했는데, 이는 미처 예상하지 못한 소행성의 분출물 때문”이라고 전했다.

‘디모르포스’는 탐사선 충돌 직후 많은 분출물을 뿜어냈다. 허블과 제임스웹우주망원경의 추적 관측에서 ‘디모르포스’는 타격 후 2주 동안 혜성처럼 분출물 꼬리를 휘날렸다. 학자들은 이런 식으로 소행성의 질량이 줄어들면서 공전주기가 예상치를 훨씬 벗어났다고 추측했다.

NASA 허블우주망원경이 촬영한 디모르포스. 지난해 9월 27일 이뤄진 DART 미션 이후 285시간 후의
 상황을 담았다. 디모르포스의 표면에서 폭발한 파편들이 여전히 긴 꼬리를 그리며 흩어지고 있다.
학자들은 소행성의 이해를 높이기 위해 이 물질이 우주 공간에서 어떻게 퍼져나가는지 관측하고 있다.
<사진=NASA 공식 홈페이지>

소행성의 질량이 줄어든 것은 밝기 변화를 통해서도 확인됐다. 조사팀 관계자는 “충돌 후 약 3주에 걸쳐 ‘디모르포스’가 밝아졌다”며 “이런 광량 변화로 미뤄 소행성으로부터 최소 0.3~0.5%의 질량이 상실된 것으로 생각된다”고 말했다.

이런 점에서 조사팀은 ‘디모르포스’의 궤도 변화의 가장 큰 요인은 분출물이라고 결론 내렸다. 물론 그 자체가 ‘DART’ 탐사선의 충돌로 야기됐지만, 분출물이 예상보다 많이 발생하면서 전문가들이 예상한 수치들은 거의 빗나갔다고 지적했다.

조사팀 관계자는 “‘DART’ 미션은 소행성의 조성이나 표면 등을 자세히 알지 못하더라도 그 방향을 변화시킬 수 있다는 걸 보여줬다”며 “이번 미션의 성과를 바탕으로 향후 소행성 충돌에 대비한 행성 방위 시스템은 더욱 정밀해질 것”이라고 기대했다.

NASA의 행성 방위 프로그램이 어떤 성과를 냈는지 조사하게 되는 헤라(HERA) 우주선(오른쪽)
<사진=ESA 공식 홈페이지>

이어 “다만 ‘DART’ 미션은 인류가 전혀 예상하지 못한 방향으로 진행됐다는 점에서 아직 숙제가 많다는 사실도 알려줬다”며 “앞으로 시간을 갖고 ‘디모르포스’를 연구하면 ‘DART’ 미션이 전문가 예상을 많이 벗어난 이유를 알 수 있을 것”이라고 강조했다.

실제로 ESA는 ‘DART’의 후속 미션 ‘헤라(HERA)’에 이미 착수했다. ‘DART’와 마찬가지로 소행성이나 혜성으로부터 지구를 지키는 행성 방어 프로그램으로, ‘디모르포스’의 상태 및 특성 변화를 관찰한다. ESA는 ‘DART’ 미션의 성과를 객관적으로 평가하고 놓친 점은 없는지 추가로 알아낼 계획이다.

‘헤라’ 미션은 책상 정도 크기의 우주선 모체와 약 10㎝의 탐사용 큐브샛 두 개가 수행한다. 큐브샛을 탑재한 ‘헤라’ 우주선은 2024년 발사되며, 2년 뒤인 2026년 ‘디모르포스’에 도착할 예정이다.

정이안 기자 [e-mail] 

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