소행성(小行星)을 둘러싼 우주 강국의 탐사 경쟁이 치열해지고 있다. 일본과 미국의 탐사선은 지난해 각각 태양 궤도를 돌고 있는 소행성에 도착했다. 앞으로 소행성 표면에 직접 착륙하거나 근접해 지표면의 토양을 채취한다. NASA에 따르면 태양계의 소행성은 50만개가 넘는다. 하지만 우주 탐사선이 시료를 채취해 지구로 돌아올 수 있을 정도로 지구와 가깝고, 크기나 구성 성분, 궤도 등이 탐사 요건에 부합하는 소행성은 5개에 불과하다. 일본과 미국으로선 사실상 단 한 번의 기회를 살려야 하는 고난도 탐사에 도전하고 있는 셈이다.
◇시료 채취 경쟁 나선 日·美 탐사선
하야부사 2호가 착륙에 성공하면 일본은 2005년 하야부사 1호에 이어 두 번째로 소행성에 탐사선을 착륙시키는 기록을 세우게 된다. 소행성 착륙은 미국도 아직 성공하지 못했다.
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/그래픽=양진경 |
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일본은 지난해 10월부터 3개월 동안 진행한 소행성 류구의 지형 조사 결과를 토대로 이달 초 크기가 60㎝가 넘는 암석이 없는 두 지점을 최종 착륙 후보지로 좁혔다. 두 후보지는 평평한 지대의 크기가 각각 지름 6m, 12m 정도다. 반면 하야부사 2호의 착륙 정확도는 15m이기 때문에 조금이라도 오차가 발생하면 주변 암석과 부딪혀 태양광 패널과 같은 주요 장비가 파손될 우려가 있다.
하야부사는 이 문제를 해결하기 위해 착륙에 앞서 '터 파기' 공사를 할 계획이다. 소행성 상공 100m에서 원반 형태 포탄을 떨어뜨려 탐사선이 안정적으로 내릴 수 있는 인공 충돌구를 만든다. 이러면 길이가 6m에 이르는 하야부사도 주변 암석과 충돌 없이 착륙할 수 있다. 또 포탄이 지면에서 폭발하는 과정에서 지하에 있던 광물과 암석이 밖으로 노출돼 시료 채취가 한결 용이해진다.
소행성에 내려 표면의 암석 시료를 채취하는 과정은 만만치 않다. 안정적으로 시료를 채취하려면 소행성 표면에 내려 작업하는 것이 가장 좋지만, 소행성은 중력이 거의 없어 착륙이 어렵기 때문이다.
NASA는 성공 확률이 높지 않은 직접 착륙 대신 탐사선을 가까이 접근시킨 다음 긴 로봇팔을 이용해 표면 토양을 채취할 예정이다. 오시리스-렉스는 용수철의 힘으로 뛸 수 있는 막대 형태 장난감 '스카이 콩콩(포고스틱)'처럼 소행성 표면을 뛰어다니는 방식으로 시료를 채취할 예정이다. 초속 10㎝ 정도의 느린 속도로 베누 표면을 뛰어다니며 로봇 팔이 지표면에 접촉하는 5초 동안 질소를 강하게 분사시킨다. 이때 떠오르는 먼지와 광물들을 채집한다. NASA는 세 차례 채취 시도를 통해 약 2㎏의 암석 시료를 얻을 수 있다고 본다. 오시리스 탐사선은 내년 베누에 근접해 시료를 채취하고, 2023년 시료를 지구로 귀환시킬 계획이다.
◇소행성은 태양계 연구의 보고(寶庫)
소행성은 시간당 수십만~수백만㎞의 빠른 속도로 날아가기 때문에 이를 따라잡아 탐사하는 것 자체가 고난도 기술을 요구한다. 그럼에도 과학자들이 소행성 탐사에 매달리는 것은 우주와 생명의 기원을 풀 수 있는 단서를 얻을 수 있기 때문이다. 소행성 대부분은 46억년 전 태양계가 탄생할 당시 발생한 암석 파편들이다. 따라서 소행성을 분석하면 태양계가 만들어질 당시 상황을 알 수 있다.
유럽도 독자적인 소행성 탐사를 서두르고 있다. 유럽우주국(ESA)은 이르면 올해 말 소행성 관측 위성 '케옵스'를 발사할 계획이다. 무게 300㎏ 정도의 소형 위성이지만 소행성의 지름과 밀도를 정확하게 측정할 수 있다. 이상률 한국항공우주연구원 부원장은 "위성으로 소행성의 밀도를 알아내면 행성 내부 구조와 환경을 정확하게 파악할 수 있다"며 "향후 미국·일본 등 직접 소행성 탐사에 나서는 국가에 정보를 공유해 탐사 효율성을 높이는 데 활용할 수 있다"고 말했다.
최인준 기자(pen@chosun.com)
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