NASA, 소행성 파괴를 위한 첫 임무 발사

이번 임무 중에는 새로운 이온 엔진도 시험될 예정이다.

NASA의 DART 우주 임무는 11월 24일 오전 출발해, 우주선을 소행성에 직접 충돌시킴으로써 인류가 소행성의 궤도를 바꿀 수 있는지 시험할 예정이다.

이 우주선은 NASA의 새로운 유형의 추진 시스템도 시험한다.

프로젝트 세부 사항

DART는 11월 24일 수요일 캘리포니아주 밴던버그 우주군 기지에서 스페이스X의 팰컨 9 로켓에 실려 발사됐다. 기체는 키이우 시간으로 오전 8시 21분에 이륙했다.

이 우주선은 약 시속 24,000km의 속도로 이동하며 소행성과 충돌하도록 설계됐다. 목표는 더 큰 소행성 디디모스(그리스어로 “쌍둥이”)를 공전하는 위성 소행성 디모르포스(그리스어로 “두 가지 형태”)다.

2022년 가을 DART는 디모르포스와 충돌해 이중 소행성계에서 그 궤도를 바꿀 예정이다.

NASA가 유럽우주국과 공동으로 수행하는 DART 임무는 우주 물체와의 충돌로부터 지구를 보호하기 위한 프로그램의 일부로 진행된다.

과학자들은 영화 「아마겟돈」(1998)에서 브루스 윌리스가 주연을 맡아 보여준 것처럼, 지구를 향해 오는 소행성의 진로를 실제로 바꿀 수 있는지 확인하고 있다.

충돌은 충돌체에 장착된 DRACO 카메라로 기록된다. 충돌 장면은 실시간으로 지구에 전송될 예정이다.

또한 외부에서는 이탈리아에서 제작한 무게 14kg의 큐브위성 LICIACube가 충돌을 관측한다. 이 위성은 충돌 10일 전 DART 기체에서 분리된다. 큐브위성의 두 광학 카메라는 충돌 순간과 그로부터 몇 분 뒤의 모습을 촬영할 것이다.

4년 뒤에는 유럽우주국이 헤라(Hera) 우주 탐사선을 이용해 이 충돌을 조사하기 시작할 예정이다.

현재 실제 위협은 없지만, NASA는 행성 방위 메커니즘을 시험해 보는 것이 타당하다고 본다. 특히 충돌 6개월 전에 천체의 궤도를 바꿀 수 있는 기술이 아직 없다는 점을 고려하면 더욱 그렇다.

새로운 엔진

그러나 DART 임무가 극적으로 마무리되기 전, NASA는 혁신적인 이온 엔진 Evolutionary Xenon Thruster(NEXT-C)를 시험할 예정이다.

이온 엔진은 1998년과 2007년에 발사된 NASA의 우주선 딥 스페이스 1과 돈에 이전에 사용된 바 있다. 그러나 NASA에 따르면 NEXT-C는 그보다 세 배 강력할 것이다.

“소행성과 충돌하기 전 짧은 시간 동안만 작동할 수 있다는 것을 알게 되어 조금 씁쓸하다”라고 DART의 추진 시스템 수석 엔지니어이자 존스홉킨스대학교 응용물리연구소 엔지니어인 제레미 존은 말했다.

NEXT-C는 DART를 궤도로 밀어내는 주된 동력이 아니다. 그 역할은 우주선에 탑재된 12개의 일반 엔진이 맡으며, 이들이 여정의 마지막 단계를 포함해 기체의 움직임 대부분을 담당한다.

하지만 NEXT-C는 DART의 비행 중 여러 차례 점화된다. NEXT-C 개발자들에 따르면 기동의 목적은 이온 엔진을 시험하는 것이다. 엔지니어들은 이온 엔진이 가혹한 우주 환경에서도 작동할 수 있음을 보여주기 위해 시스템을 가동할 것이다.

혼돈의 위협

앞서 국제 천문학자 팀은 이러한 충돌이 디모르포스의 운동에 “혼돈을 일으킬 수 있다”고 경고한 바 있다.

메릴랜드대학교의 해리슨 아그루사가 이끄는 연구진은 우주선과 소행성의 충돌을 모델링했으며, 그 결과 예측하기 어려운 결과가 초래될 수 있는 것으로 나타났다.

DART가 디모르포스에 충돌하면 그 충격 에너지는 3톤의 TNT 폭발에 맞먹을 것이며, 수많은 파편을 우주로 흩뿌린다. 이는 역사상 최초의 인공 유성우로 이어질 수도 있다. 소행성 자체는 처음에는 충돌에 아무런 반응을 보이지 않지만, 시간이 지나면서 상황이 근본적으로 달라질 것이다.

며칠 후 디모르포스는 흔들리기 시작할 것이다. 시간이 지나면서 진동의 진폭은 점점 커질 것이다. 소행성이 우주 진공에 둘러싸여 있어 이 흔들림을 늦출 방법이 없기 때문이다.

몇 주 후 디모르포스는 “혼돈 상태”에 빠져 자신의 축을 중심으로 통제 불능 상태로 회전할 수 있다.