심우주서 돛 달고 18ｍ 크기 역대 가장 작은 소행성 탐사

3월 아르테미스Ⅰ미션 때 큐브샛 'NEA 스카우트'호 발사

소행성 2020 GE를 탐사하는 NEA 스카우트 상상도 [NASA 제공/ 재판매 및 DB 금지] photo@yna.co.kr

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 미국 항공우주국(NASA)이 서류 가방 크기의 큐브샛에 우주 돛을 달고 태양 빛을 이용해 비행하는 '솔라 세일'(solar sail)로 스쿨버스 크기의 작은 소행성을 탐사하는 도전에 나선다.

지구 근처에서만 이뤄져 온 솔라 세일 실험을 심우주로 넓히고 18ｍ밖에 안 되는 우주탐사 역사상 가장 작은 소행성을 탐사하는 이중 실험을 진행하는 것이다.

NASA에 따르면 오는 3월 달 궤도 무인 시험비행에 나서는 '아르테미스(Artemis)Ⅰ' 미션 때 '우주발사시스템'(SLS) 로켓에 오리온 캡슐을 탑재해 발사하면서 2차 화물로 '지구근접소행성(NEA) 스카우트'큐브샛을 함께 실어 보낸다.

이 큐브샛은 SLS에서 분리되면 대형 우주 돛을 펴고 지구근접 소행성 '2020 GE'에 1마일(1.6㎞) 이내로 접근해 크기와 형태, 표면 구성 물질 등을 파악하는 임무를 수행하게 된다.

베누(Bennu)나 류구(龍宮) 등 지금까지 인류가 탐사한 소행성은 상대적으로 컸으며 100ｍ 이내 작은 소행성은 탐사된 적이 없다.

NASA는 5∼30ｍ 크기의 소행성 여러 개를 놓고 저울질하다 현재까지 파악된 것이 가장 적은 크기의 소행성을 대표하는 2020 GE를 탐사 목표로 정했다.

제트추진연구소(JPL)의 NEA 스카우트 미션 책임연구원인 줄리 카스틸로-로게즈는 "행성 방어 관점에서 큰 소행성이 가장 큰 걱정거리지만 2020 GE와 같은 소행성이 크기는 작아도 훨씬 더 많이 있어 위협이 될 수 있다"고 했다.

지난 2013년 2월 러시아 첼랴빈스크 상공에서 폭발하며 유리창을 박살 내고 1천600여 명의 부상자를 낸 운석도 크기가 20ｍ에 불과한 데서 이를 알 수 있다.

2020 GE는 내년 9월 지구에 572만5천㎞까지 접근하는데 NEA 스카우트호도 이때 소행성을 따라잡아 초속 30ｍ 근접 비행하며 수 시간에 걸쳐 귀중한 자료를 수집할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

NEA 스카우트호는 라켓볼 코트 크기와 비슷한 86㎡의 돛을 펴고 여기에 축적되는 태양 빛의 광자(photon) 압력을 바람 삼아 선박이 바다를 항해하듯이 목표 공간으로 비행하게 된다.

머리카락 굵기보다 가는 돛은 플라스틱으로 코팅된 알루미늄으로 만들어졌으며, 지속해서 광자 압이 쌓이면서 큐브샛에 초속 수 킬로미터에 달하는 추진력을 제공한다.

NEA 스카우트호는 방향 전환 등의 선체 조종을 위한 소형 추진체를 별도로 장착하고 있다.

미국의 유명 천문학자 칼 세이건이 주창한 솔라 세일은 빛의 입자 성질인 광자의 운동량을 대형 돛에 모아 우주선의 추진력을 얻는 것으로 지구 저궤도 주변에서만 실험이 이뤄져 왔다.

마셜 우주비행센터의 레스 존슨 연구원은 "이번 프로젝트는 작은 우주선으로 심우주 임무를 수행해 저비용으로 유용한 과학적 결과를 얻을 수 있는가?라는 질문에서 시작됐다"면서 "이는 커다란 도전이지만, 소행성 탐사 임무를 위해 큐브샛에 큰 추진체와 연료를 가져갈 충분한 공간은 없었다"고 솔라 세일을 선택하게 된 배경을 설명했다.

NEA 스카우트호 이후에도 1천700㎡ 대형 돛의 기술시연을 위한 '솔라 크루저'(Solar Cruiser)를 비롯한 솔라 세일 실험은 계속 이어질 예정이다.

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