- 허블우주망원경이 잡은 소행성 충돌 이미지는 디모르포스의 파편 기둥이 둘로 나뉘는 것을 보여준다. 2022년 10월 8일에 촬영.(출처: NASA/ESA/STScI/Hubble)
공전시간 32분 단축 NASA 첫 다트 소행성 충돌 궤도 변경 성공!
소행성 충돌로부터 지구를 방어하기 위한 최초의 우주 암석 충돌 테스트 결과 과학자들이 상상한 것보다 훨씬 효과적인 것으로 나타났다.
미 항공우주국(NASA)의 쌍소행성궤도수정시험(DART·다트)에서 탐사선을 우주암석에 부딪힌 극적인 소행성 충돌은 ‘디몰포스’ 궤도 변경에 성공한 것으로 확인됐다.
이 소행성 충돌은 지난 9월 26일(이하 미국 동부시간) 다트 우주선이 디몰포스라는 소행성을 표적으로 시행됐다. 이 임무는 큰 우주 암석이 지구와 충돌할 위험이 있는 경우 잠재적인 행성 방어 기술을 테스트하기 위한 것이다. 물론 이런 소행성 충돌이 가까운 미래에 일어날 확률은 극히 적다.
이번 시험에서 다트의 목표는 어머니 소행성 주위를 도는 위성 디모르포스의 궤도를 최소 73초 단축시키는 것이었다. 그러나 한편으로 과학자들은 그 효과가 10분 이상이 될 것으로 기대했다.
이윽고 최초 계산치가 도출됐을 때 그 결과는 과학자들의 예측을 비웃듯 다트의 충돌이 디모르포스의 공전에 임무 성공 여부를 판단하는 73초 단축을 훌쩍 넘는 극적인 변화를 이끌어냈다.
빌 넬슨 NASA 국장은 11일 브리핑을 통해 다트 임무로 소행성 디모르포스의 공전 주기를 11시간 55분에서 11시간 23분으로 무려 32분 단축하는 데 성공했다고 발표하면서 “지금은 행성 방어의 분수령이자 인류의 분수령이 되는 순간”이라고 강조했다.
총 3억1,400만달러(약 4500억원)가 투입된 무게 360kg의 다트는 2021년 11월 발사됐으며 단일 장비인 광학항법용 디디모스 정찰 및 소행성 카메라(DRACO)를 장착했다. 우주선은 태양전지 패널로 된 전기로 이온을 분사하면서 비행한다.
다트가 충돌 목표인 디모르포스는 로마 콜로세움 크기만한 지름 약 163m로 그보다 5배가량 큰 폭 780m의 디디모스 주위를 1.2km 떨어진 거리에서 11시간55분 주기로 공전한다. NASA는 우주선을 충돌시켜 디모스를 디모스에 더 가까운 궤도로 밀어 넣음으로써 공전 속도를 약 1% 줄이는 것을 미션 성공 기준선으로 삼았다.
실제로 디모르포스가 지구에 위협이 되지는 않았지만 만약 지구에 떨어지면 도시 하나를 파괴할 수 있는 140m 이상의 소행성이기 때문에 실험 대상으로 선정된 것이다.
지구를 떠난 지 10개월 만인 9월 26일 마침내 디디모스계에 도착한 다트는 지구에서 1100만㎞ 떨어진 거리에서 디모르포스와 충돌할 때까지 초당 1개의 이미지를 지구로 보냈고 충돌 시 속도는 초속 6.6㎞를 기록했다.
충돌 후 약 2주간 데이터를 수집한 끝에 NASA는 디모르포스의 공전 주기가 이전보다 32분 줄어 11시간23분이 됐다고 밝혔다. 측정오차는 ±2분이다. 당초 목표 기준은 73초 이상 단축이었지만 이를 25배 이상 충족한 결과 공전 주기는 약 4% 단축된 것이다.
2. 리차 큐브에서 포착한 다트 충격의 파편 이미지. 다트 임무요원은 파편의 세부 사항을 강조하기 위해 각 박스 내 대비를 높이고 이미지를 강화했다.(출처: ASI/NASA)
“결과 분석은 목표 소행성과 다트 충돌 효과를 완전히 이해하기 위한 중요한 단계”라고 밝힌 롤리 그레이즈 NASA 행성과학팀장은 “매일 새로운 데이터를 받고 분석하는 작업을 통해 천문학자들은 실제로 지구를 위협하는 소행성이 다가올 때 우주선을 어떻게 사용할 수 있는지 알 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
이 충돌은 이탈리아 큐브샛 ‘리차큐브(LICIACube)’가 뒤를 이어 궤도 변화를 기록한 데 이어 허블 우주망원경으로도 촬영했다. NASA는 지난 10월 8일 허블이 쥔 데모르포스의 이미지를 공유했다. 사진은 충돌 여파에 대한 초기 이미지 이후 암석 한쪽에서 약간 무너진 넓은 원뿔 조각을 보여준다.
허블뷰는 또 우주에 1만km 길이로 뻗어 있는 잔해들의 긴 꼬리를 보여주는데, 이전 사진 이후 새로운 이미지는 꼬리가 둘로 갈라진 것으로 확인된다.
꼬리는 장관입니다. 여러분이 보고 있는 이 정도의 분출물은 계속 변화하고 있다고 설명하는 그레이즈는 과학자들이 그 깨진 원인을 찾기 위해 노력하고 있다고 밝혔다.
지금 초점은 다트가 목표물과 초속 6.6km의 속도로 부딪히면서 운동량을 얼마나 잘 전달했는지를 측정하는 부분으로 옮겨가고 있다.
결과 분석은 현재 진행 중이다. 캘리포니아에 있는 NASA 제트추진연구소(JPL)의 골드스톤 행성 레이더 시설과 웨스트버지니아에 있는 국립과학재단의 그린뱅크 천문대 레이더 시설 등 세계 지상 관측소에 새로운 관측 데이터가 여전히 축적돼 있기 때문이다.
3. 다트 우주선이 소행성과 충돌하기 위해 초속 6.6km로 돌진하는 상상도.(출처/NASA/Johns Hopkins APL)
이광식 지음 두루메목간 340쪽 올컬러 17,000원
미래과학부 ‘2016 우수과학도서’ 선정! 잠 못 이루는 밤에 읽는 우주토픽보다 재미있는 천문학은 없었다 – ‘우주특강 27’
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