3'20" 읽기
- 10개월간 접근 끝에 폭 780m의 소행성 디디모스와 165m의 위성 디모르포스 도착
- DART 우주 탐사선이 22,500km/h로 목표 소행성을 향해 질주하여 충돌
- 모델 계산, 충돌로 Dimorphos의 궤도가 1% 단축되었을 듯, 궤도 주기 10분 단축
- DART의 성공은 이제 파괴적인 소행성 충돌로부터 지구를 보호

DART: 램 시도 성공
NASA 우주선, 소행성 편향의 첫 번째 테스트에서 소행성 충돌

표적 명중:
NASA의 DART 우주선은 어젯밤 임무를 성공적으로 완료하고 소행성에 충돌했다. 계획대로 자율 항법 시스템은 약 165미터의 큰 소행성 위성인 디모르포스와의 충돌 경로에서 램 프로브를 조종했다. 표면에 대한 충돌로 인해 덩어리는 모 소행성 디디모스 주위의 궤적을 약 1% 단축할 수 있을 만큼 충분한 추진력을 가졌어야 한다. 망원경 관측은 이제 이것이 사실인지 여부를 명확히 할 것이다. 

▲ DART 우주선은 성공적으로 목표물을 명중하고 소행성 위성인 디모르포스와 충돌했다. © NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

비상시를 위한 예행연습이었다.
어느 날 소행성이 지구로 향하는 경우 운동 디플렉터가 가장 유망한 전략으로 간주된다. 즉, 가능한 한 무거운 무인 우주 탐사선으로 표적 충돌을 통해 촛점을 분산시키는 것이다. 그러나 충돌 모멘텀이 지구를 지나치기에 충분히 궤도 밖으로 소행성을 던질 수 있도록 충분히 일찍, 충분히 빠르게, 직각으로 목표물을 공격해야 한다.

접근 방식 및 성공적인 영향

NASA의 DART 임무는 문제의 소행성이 지구에서 1,100만 킬로미터 떨어져 있고 망원경으로 거의 볼 수 없는 경우에도 이것이 수행될 수 있음을 이제 증명했다. 10개월간의 접근 끝에 지난 밤 폭 780m의 소행성 디디모스와 165m의 위성 디모르포스에 도착했다. 목적지에서 9만km 떨어진 이 우주선의 자율 항법은 카메라의 이미지를 평가해 두 덩어리를 구별하고 소행성 위성인 디모르포스로 향했다.

자정 직후 우리 시대가 도래했다. DART 우주 탐사선이 22,500km/h로 목표 소행성을 향해 질주하여 충돌했다. 내비게이션 카메라의 최종 이미지는 우주선이 디모르포스에 충돌하기 전에 거친 파편으로 뒤덮인 소행성의 표면을 클로즈업한 모습을 보여준다. NASA의 과학 국장인 Thomas Zurbuchen은 "이제 우리는 우주선을 가져와 상대적으로 작은 천체에도 필요한 정밀도로 충돌할 수 있다는 것을 알고 있다"고 말했다.

▲ 미션 궤도: DART 탐사선이 소행성 위성 디모르포스를 공격해 소행성 디디모스 주위의 궤도를 변경한다. © NASA / Johns Hopkins APL

디모르포스는 궤도에서 얼마나 이탈했을까?

DART 탐사선의 무게는 약 570킬로그램에 불과하다. 소행성 디모르포스의 무게는 약 50억 킬로그램이지만 분출된 암석의 반동과 함께 충돌의 운동량은 소행성을 궤도에서 약간 벗어나게 하기에 충분해야 한다. Zurbuchen은 "추가 궤도를 크게 변경하려면 소행성의 속도를 약간만 변경하면 된다"고 말했다.

망원경을 이용한 관측은 충돌 충격이 실제로 소행성 디모르포스의 궤적을 변화시켰는지 여부를 앞으로 몇 주 안에 보여줘야 할 것이다. Dimorphos는 궤도에 있는 더 큰 모행성 앞을 규칙적으로 통과하기 때문에 궤도 주기는 쌍의 규칙적인 밝기 변동으로 지구에서 볼 수 있다.

모델 계산에 따르면 충돌로 인해 Dimorphos의 궤도가 1% 단축되었을 수 있다. 따라서 궤도 주기는 이제 10분 단축되어야 한다.

조밀한 덩어리 또는 다공성 잔해 더미?

충돌한 소행성의 궤적이 실제로 얼마나 변했는지는 운동 편향의 성공에 대한 정보뿐만 아니라 목표 소행성의 특성에 대한 귀중한 정보도 제공한다. 전환 임무의 성공 여부는 목표물이 얼마나 안정적이고 컴팩트한지에 달려 있기 때문이다. 너무 다공성이면 충격 에너지가 결과 없이 크게 소산될 수 있다. 비상시 처짐이 실패했을 것이다.

▲ 프로브가 Dimorphos에 영향을 미치기 전 DART 카메라의 마지막 전체 이미지. © NASA/존스 홉킨스 APL

작은 미니 위성 LICIACube도 이에 대한 귀중한 데이터를 전송할 것이다. DART 탐사선이 충돌 15일 전에 방출해 충돌과 즉각적인 여파를 사진으로 찍을 수 있었다. 분화구의 크기와 유형, 분출된 파편이 소행성 내부의 모습을 드러낼 수 있기 때문이다. 그러나 작은 CubeSat은 전송 용량이 제한되어 있어 모든 이미지를 지구로 보내는 데 몇 주가 걸릴 것이다.
4년 안에 유럽의 우주 탐사선 HERA가 두 소행성을 방문해 더 자세히 조사할 예정이다.

비상사태에 대한 성공적인 테스트

소행성 디모르포스를 성공적으로 충돌시키려는 시도와 함께 "비상시 복장 리허설"의 필수 부분이 작동했다. NASA 행성방위국(Planetary Defense Office)의 린들리 존슨(Lindley Johnson)은 "DART의 성공은 이제 파괴적인 소행성 충돌로부터 지구를 보호하는 또 다른 중요한 도구를 제공한다"고 말했다. “이는 우리가 이런 종류의 재앙 앞에서 더 무력하지 않다는 것을 보여준다. DART의 후계자는 언젠가는 지구를 구하는 데 필요한 것이 될 것이다.”
출처: NASA

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]