3'20"읽기
- NASA, 2022년 9월 26일 DART 임무와 함께 이 키네틱 디플렉터 전략 테스트
- 2013년 2월 크기가 약 20미터 첼랴빈스크 유성 폭발은 심각한 파괴 초래
- 지구에 대한 다음 큰 영향은 '만약'의 문제가 아니라 언제의 문제일 뿐
- 충돌을 올바르게 계획하려면 소행성의 궤도, 회전, 크기 등 가장 정확한 데이터 필요

다트(DART), 소행성 충돌 실험
NASA 임무는 소행성을 편향시켜 행성 방어를 테스트한다.

소행성이 지구와 충돌 경로에 있다면 어떻게 해야 할까? 영화에서는 일반적으로 영웅적인 우주 비행사가 등장한다. 그러나 실제로는 또 다른 방어 전략이 더 유망하다. 무인 우주 탐사선의 충돌을 통해 소행성을 편향시키는 것이다. NASA는 2022년 9월 26일 DART 임무와 함께 이 키네틱 디플렉터 전략이 얼마나 잘 작동하는지 테스트할 것이다. 

▲ DART 임무는 처음으로 소행성을 궤도에서 벗어나게 할 것이다. © NASA/Johns Hopkins University APL

수만 개의 소행성이 지구 근처 공간을 질주하며 그중 다수가 정기적으로 우리 행성의 궤도를 가로지른다. 그들 중 하나가 지구와 충돌하는 경로에 있다면 지역적으로, 최악의 경우 전 지구적 재앙을 유발할 수 있다. NASA는 DART 임무를 통해 이를 방지할 수 있는지 방법을 테스트하고 있다. 인류는 처음으로 램 프로브를 사용해 소행성의 궤도를 변경하려고 시도한다.

임박한 충돌에 대해 어떻게 해야 할까?

도중에 위험
위험은 현실이다. 역사를 통틀어 지구는 우주에서 오는 덩어리에 반복적으로 타격을 받았다.
이러한 타격 중 일부는 백악기를 끝내고 공룡을 멸종시킨 6600만 년 전 폭 10km의 칙술루브 소행성의 충돌과 같은 전 세계적인 재앙과 대격변적인 대량 멸종을 촉발했다. 1908년의 퉁구스카 사건이나 2013년 2월 크기가 약 20미터였던 첼랴빈스크 유성 폭발에서 알 수 있듯이 훨씬 더 작은 덩어리도 심각한 파괴를 일으킬 수 있다.

시간문제일 뿐

폭격은 계속된다. 최대 1미터 크기의 작은 덩어리가 거의 매일 지구에 부딪히지만 대기 중에서는 타버린다. 첼랴빈스크 유성 크기의 덩어리는 평균 50년마다 발생하며 수천 년마다 최대 300미터 크기의 소행성이 충돌했을 것이다. 그들의 영향은 수백만 명의 대도시를 완전히 파괴할 수 있다. "따라서 지구에 대한 다음 큰 영향은 '만약'의 문제가 아니라 언제의 문제일 뿐이다"고 독일 항공우주 센터(DLR)의 Alan Harris가 설명했다.

충돌 코스에서 소행성을 발견하면 어떻게 해야 할까? 인류에게 아직 대응할 기회가 있는지 덩어리의 크기와 충돌까지 남은 시간에 결정적으로 달려 있다. 위험이 수십 년 전에 미리 인식되면 "중력 트랙터"의 비교적 "부드러운" 방어 조치로 충분할 수 있다.

▲ 위협은 현실이다. 크기가 약 150미터인 약 25,000개의 소행성이 지구 근처 공간을 돌고 있으며 정기적으로 지구의 궤도를 가로지른다. 그러나 보고되지 않은 사례의 수는 상당하다.© guvendemir / iStock

공성전(The battering ram strategy) 전략

그러나 임박한 위험은 훨씬 나중에야 인식될 가능성이 훨씬 더 높다.
많은 잠재적인 지구 궤도 크루즈는 밝기가 낮거나 태양에 가까운 궤도 또는 우리를 직접 겨냥한 인양품으로 인해 조기에 탐지하기 어렵다. 예를 들어, 2019년에 천문학자들은 가장 가까이 접근하기 불과 12시간 전에 100미터 너비의 소행성 2019 OK를 발견했다. 이러한 경우 모든 방어 조치가 더 도움이 되지 않는다. 그러면 더 이상 영향을 방지할 수 없다.

그러나 충돌 과정의 소행성이 몇 달 또는 몇 년 전에 발견되면 여전히 피할 수 있다. 이러한 경우에는 키네틱 디플렉터 방법이 가장 유망한 것으로 간주된다. 가능한 가장 무거운 우주 탐사선이 소행성을 향해 보내져 정확하게 계산된 각도로 충돌한다. 충돌의 운동량은 궤적에서 덩어리를 편향시키기 위한 것이다. 이 넛지가 충분히 일찍 주어지면 몇 센티미터의 편향 또는 약간의 감속으로 지구와의 충돌을 방지하기에 충분하다.

▲ 운동 편향기 소행성 방어에서 우주선은 충돌 궤적에서 편향시키려는 시도로 소행성에 충돌한다. © NASA/Johns Hopkins University APL

함정은 디테일에 있다.

그것이 이론이다. 실제로 그러한 궤도 편향은 결코 간단하지 않다. 탐사선은 정확한 위치와 충분한 힘으로 소행성을 공격해야 한다. 비스듬히 부딪히면 궤적 대신 청크의 회전만 변경되기 때문이다. 충동이 너무 약하면 산만 효과가 충분하지 않다. 충돌을 올바르게 계획하려면 소행성의 궤도, 회전 및 크기에 대한 가장 정확한 데이터가 필요하다.

표적 덩어리의 특성도 중요한 역할을 한다. 소행성이 다공성이라면 충격 에너지의 많은 부분을 흡수하여 효과 없이 사라지게 할 수 있다. 반면에 부서지기 쉬우거나 헐거워진 파편으로 구성된 경우 우주선의 충격으로 부서질 수 있다. 그러면 지구는 한 번의 충격이 아닌 여러 번의 파괴적인 공격으로 위협을 받게 될 것이다.

이러한 어려움 때문에 NASA는 비상시 최종 리허설의 일종으로 운동적 편향에 의한 소행성 편향을 실제로 처음으로 시도하고 있다. (계속)

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul, Beautiful Science"

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