“태양계 탄생의 비밀을 풀어라”… 소행성 탐사 본궤도 올랐다

동아일보
입력 2018년 6월 29일 03시 00분

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소행성에 주목하는 과학계

일본항공우주개발기구의 소행성 탐사선 ‘하야부사-2’의 상상도. 2014년 12월 발사된 하야부사-2는 27일 소행성 ‘류구’ 상공 20km 지점에 도착했다. 암석 시료를 채취한 뒤 2020년 지구로 귀환한다. 아래 사진은 일본의 소행성 탐사선 ‘하야부사-2’가 26일 망원광학항법카메라(ONC-T)로 소행성 ‘류구’를 20∼30km 거리에서 촬영한 모습이다. 일본항공우주개발기구 제공

‘소행성의 날’(6월 30일)을 사흘 앞둔 27일. 일본의 소행성 탐사선 ‘하야부사-2’가 지구에서 2억8000만 km 떨어진 목적지 소행성 ‘류구(龍宮)’에 도착했다. 2014년 일본 가고시마현 다네가시마 우주센터에서 발사된 지 3년 반 만이다. 하야부사는 ‘송골매’를 뜻하는 일본어다.

일본항공우주개발기구(JAXA)는 27일 오전 9시 35분경 하야부사-2가 류구에서 20km 떨어진 근접 지점에 진입하는 데 성공했다고 밝혔다. 하야부사-2는 류구에 도착하기까지 무려 32억 km를 날아갔다. 현재는 소형 추진기를 이용해 류구와 일정한 간격을 유지하고 있다. 이곳에서 하야부사-2는 류구 표면의 지형과 화학 성분, 중력장 등을 정밀 관측할 예정이다.

하야부사-2는 류구 표면의 성분을 분석할 라이다(LIDAR)와 지형을 3차원(3D) 지도로 작성하는 데 필요한 근적외선분광계, 망원광학항법카메라(ONC-T) 등을 탑재하고 있다. 연구진은 수집된 정보를 바탕으로 8월에는 착륙 지점을 선정하고, 10월경에는 류구 표면에 착륙선 ‘마스코트(MASCOT)’를 내려보내 소형 로봇 3기로 암석 시료를 채취할 계획이다. 하야부사-2는 내년 말까지 향후 18개월간 임무를 수행한 뒤 2020년 지구로 귀환하게 된다.

류구는 평균 폭이 약 800m인 소행성이다. 474일 주기로 지구와 화성 사이의 궤도를 돌면서 7시간 30분마다 한 바퀴씩 자전한다. 류구의 형태는 모서리가 뭉뚝한 정육면체와 비슷하고, 표면 곳곳에는 암석 덩어리와 움푹 파인 자국이 있는 것으로 나타났다. 하야부사-2 임무의 책임자인 요시카와 마코토 JAXA 사가미하라 우주 및 우주비행 과학 연구소(ISAS) 박사는 “자전 속도가 비교적 빠른 편이다. 그만큼 밀도가 높고 단단한 암석으로 이뤄졌다는 뜻”이라며 “하지만 적도 주위가 툭 튀어나와 있는 형태는 예상 밖이다. 보통 이런 형태는 훨씬 더 빠르게 자전하는 천체에서 발견되기 때문”이라고 밝혔다.

과학계가 소행성에 주목하는 이유는 소행성이 46억 년 전 태양계가 탄생하면서 나온 파편이기 때문이다. 특히 류구는 전체 소행성의 75%를 차지하지만 아직까지 탐사된 적이 거의 없는 C형 소행성이라는 점에서 학계의 관심을 모으고 있다. 최영준 한국천문연구원 우주과학본부장은 “탄소가 풍부한 C형소행성은 S형, M형에 비해 태양에서 비교적 멀리 떨어져 있어 수분은 물론이고 태양계 탄생 초기의 원시물질을 간직하고 있을 가능성이 높다. 유기물질도 발견할 수 있을 것”이라고 말했다.

앞서 1997년 미국항공우주국(NASA)의 ‘NEAR 슈메이커(Shoemaker)’ 탐사선이 C형 소행성 ‘마틸드(Mathilde)’를 1000km 넘는 거리에서 지나친 적은 있지만, 가까이서 직접 시료를 채취하는 건 이번이 처음이다. 2010년 세계 최초로 소행성 시료를 지구로 가져온 하야부사가 탐사한 소행성 ‘이토카와((멱,사)川)’는 주로 철, 니켈 등으로 이뤄진 S형이었다.

일부 과학자들은 물이 풍부한 C형 소행성이나 혜성과의 충돌로 지구에 바다가 형성됐을 것으로 보고 있다. 하야부사-2 연구진은 류구에서 얻은 시료를 분석해 이 같은 가설을 검증할 계획이다. C형 소행성 표면의 색이 어두운 이유가 기존의 예측처럼 탄소 성분이 풍부하기 때문인지도 밝힐 수 있으리란 기대가 있다.

10월에는 2016년 지구를 떠난 NASA의 소행성 탐사선 ‘오시리스-렉스’도 소행성 ‘베누’에 도착한다. 오시리스-렉스 역시 베누에서 시료를 채취한 뒤 2023년 지구로 귀환할 예정이다. 지름이 500m인 베누는 지구와 충돌할 가능성이 있는 지구위협소행성(PHA) 중 하나로, 6년에 한 번씩 지구를 스쳐 지나간다. 2135년에는 지구로 추락할 가능성이 2700분의 1로 예측되고 있다. 오시리스-렉스는 베누의 궤도를 정확하게 계산하기 위해 데이터를 수집하는 임무도 갖고 있다.

소행성의 날은 유엔이 소행성 충돌에 대한 경각심을 높이고 재난에 대비한 해결책을 함께 찾기 위해 지정했다. 6월 30일은 20세기 소행성으로 인해 가장 큰 피해가 발생한 날이다. 1908년 6월 30일 러시아 툰구스카 지역 상공으로 떨어진 지름 40m 크기의 소행성이 공중에서 폭발하면서 당시 지상 2000km²가 초토화됐다. 이 같은 40m급의 소행성들만 약 100만 개로 추정되지만, 비교적 발견이 쉬운 큰 소행성과 달리 전체의 1%만 발견됐다.

송경은 동아사이언스 기자 kyungeun@donga.com

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