​[지구를 지켜라] 첫 번째 행성 방어 실험 DART, 이달 26일 실행

직경 160ｍ 소행성에 500㎏급 우주선 직접 충돌해 궤도 수정

미래 위협 대응 위한 첫 번째 임무...정확한 결과 확인은 2026년에

디디모스와 충돌하는 DART 우주선 상상도. DART 우주선은 오는 9월 26일 디디모스 소행성계에 있는 디모포스와 충돌할 예정이다. [사진=NASA]

인류를 소행성 충돌 위협에서 보호할 첫 번째 우주 실험이 약 2주 뒤 펼쳐진다.

14일 미국항공우주국(NASA)에 따르면 지난해 11월 발사한 DART(Double Asteroid Redirection Test) 우주선이 오는 9월 26일(현지시간) 목표 소행성인 '디디모스'와 출동한다. DART는 지구를 향해 날아오는 소행성에 우주선을 충돌시켜 궤도를 바꾸고, 지구를 빗겨나가게 할 수 있는지 검증하는 실험이다. 직역하자면 '이중 소행성 방향 전환 실험'이다.

디디모스는 직경 780ｍ 소행성인 '디디모스'와 이를 공전하는 직경 160ｍ 크기의 소행성 '디모포스'로 구성돼 있다. 이 둘은 약 2년 주기로 태양 주변을 돌고 있으며, 지구에는 직접적인 영향을 주지 않는다. 다만 우주선을 보내기 좋은 위치에 있고, 실험 결과로 인한 부작용 역시 미미할 것으로 판단돼 실험 대상으로 낙점됐다.

DART 우주선이 충돌하는 대상은 둘 중 크기가 작은 디모포스다. 이번 충돌을 통해 수정되는 소행성 궤도는 수 ㎜에 불과하고, 디모포스의 공전 시간을 수분 늦출 수 있는 수준이다.

하지만 작은 수정만으로도 지구와 직접적인 충돌을 막을 수 있을 것으로 기대된다. 이번 실험에 성공할 경우 미래에 지구를 위협하는 소행성이 발견됐을 때 진로를 바꾸는 방법 중 하나로 채택될 전망이다.

◆NASA, ESA 등 국제 우주기관 협력...자동 항법 시스템 등 최첨단 기술도 적용

NASA는 지난 2016년 1월 행성방위조정국(PDCO)을 설치하고, 태양을 공전하는 소행성 등 지구접근천체(NEO)를 탐지해 추적하고 있다. PDCO에 따르면 소행성 궤도가 지구 궤도에서 500만 마일(약 805만㎞) 이내로 접근하는 직경 30~50ｍ 크기의 소행성이 지구에 심각한 피해를 입힐 것으로 예상하고 있다. 이러한 위협 정보는 세계 각국의 우주기관과 공유해 비상 대응책을 마련하도록 지원한다.
 

DART 주요 임무. [그래픽=NASA]

NASA는 지난해 11월 23일 미국 캘리포니아주 반덴버그 우주군기지에서 스페이스X의 팰컨9 발사체에 DART 우주선을 실어 발사했다. DART 실험 역시 이러한 방위 계획의 일환이다. 500㎏급 우주선을 시속 2만4140㎞ 속도로 소행성에 충돌시켜 어떤 영향을 주는지 데이터를 얻는다.

DART에는 존스 홉킨스 응용 물리학 연구소가 개발한 자동 항법 시스템을 내장하고 있어, 별도의 조작 없이 목적지까지 항행한다. 이 과정에서 내장된 카메라를 이용해 디디모스와 디모포스를 식별하고, 위치를 파악한다. 인간의 개입 없이 소행성 모습을 보고 자율적으로 항행하는 방식이다.

올해 7월 DART에 내장된 DRACO 카메라는 약 3219만㎞ 거리에 있는 디디모스를 포착했다. 243개의 사진을 합성해 만든 결과물을 통해 위치를 특정하고, 우주선이 소행성을 향해 스스로 이동 중이다.

NASA는 정밀한 조정을 위해 이 달 중 세 차례 수정 기동을 수행할 계획이다. 우주선과 소행성의 충돌을 24시간 앞둔 25일에는 최종 수정을 마치고 디디모스 2㎞ 이내로 접근한 뒤 자율적으로 충돌한다.

충돌 장면은 이탈리아 우주국(ASI)이 개발한 큐브 위성 리샤큐브(LICIACube)가 기록한다. 리샤큐브는 충돌 약 10일 전인 9월 16일께 사출될 예정이다. 이후 DART와 소행성 충돌 시 소행성이 얼마나 파손되는지, 파편이 어떤 방향으로 날아가는지 등의 세부적인 모습을 촬영해 데이터를 얻는다.

유럽 우주국(ESA)은 DART의 후속 임무로 헤라(Hera) 임무를 수행한다. 2024년 10월 탐사 우주선을 발사해 2026년 디디모스 궤도에 진입할 예정이다. 헤라는 탑재된 큐브위성 밀라니(Milani), 유벤타스(Juventas)와 함께 디디모스를 관측하고, DART 충돌이 소행성에 어떤 영향을 줬는지 정확히 분석한다.

이번 실험은 인류 역사상 처음으로 시도하는 것으로, 실제 어떤 결과가 나올지 아무도 예측할 수 없다. 실험 주요 목적 역시 의도한 충돌을 통해 효과적인 진로 변경이 가능한지 점검하는 것이다. NASA에 따르면 향후 100년 이내에 직경 140ｍ 이상의 소행성이 지구를 강타할 가능성은 낮다. 하지만 태양 궤도를 도는 지구접근천체는 약 2만5000개로 추정되며, 이 중 발견한 것은 40%에 불과하다. 이번 실험 결과는 지구 방어를 위한 첫 시도로, 미래 위협에 대응하기 위한 첫걸음을 시작했다는 점에서 의미를 가진다.