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[2555호] 2019.04.29
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[과학]2022년 지구 충돌 소행성을 막아라!

NASA 궤도 수정 나서

김형자  과학칼럼니스트 bluesky-pub@hanmail.net

▲ 2022년 10월 지구 주변으로 접근할 소행성 디디모스와 그 위성 디디문. photo standard.co.uk
1998년 개봉한 재난영화 ‘아마겟돈’과 ‘딥 임팩트’는 인류를 멸망시킬지도 모를 소행성의 지구 충돌 공포를 그리고 있다. 영화에서처럼 소행성 충돌이 이제 엄연한 현실이 되고 있다. 과학자들은 소행성이 인류에 위협이 될 정도로 지구에 가까이 다가오는 것은 시간문제라고 지적한다. 미국항공우주국(NASA)은 막대한 예산을 들여 우주 공간에서 지구에 접근하는 모든 물체를 추적하는 감시 프로그램을 설치하는 한편 실제로 영화 같은 소행성 회피 프로젝트를 추진하고 있다.
   
   지금 이 순간에도 작은 소행성들은 지구와 부딪치고 있다. 농구공만 한 크기의 소행성이 매일 지구와 충돌하고 있고, 한 달에 한 번은 자동차 크기의 소행성이 대기권에 들어온다. NASA에 따르면 매일 약 500만개의 소행성과 혜성이 지구 주위를 지나가지만 대부분은 지구에 직접적인 충격을 줄 만큼 크지 않아 지구 고층 대기권과 부딪쳐 타서 사라진다.
   
   이 정도 크기는 별 문제가 없다. 그러나 지름 30m가 넘으면 ‘위협적’ 소행성으로 분류된다. 지구에 접근할 가능성이 있는 이만한 크기의 소행성은 무려 100만개 정도. 지름 20m 이상의 소행성이 지구와 충돌할 가능성은 50~100년에 한 번 정도다. 실제로 이만한 크기의 소행성이 지구에 떨어진 적이 있다. 2013년 러시아 첼랴빈스크에 운석이 떨어지다 지상에서 폭발해 큰 피해를 준 사건이 여기에 해당한다. 당시 히로시마 원자폭탄의 30배 정도 되는 폭발로 1000여명이 다치고 7000여곳의 건물이 파괴되었다.
   
   그 이전인 2009년 10월에는 지름 10m 크기의 소행성이 지구와 충돌해 인도네시아 남슬라웨시 상공에서 폭발했다. 폭발한 소행성은 핵폭탄 5만t이 폭발한 정도의 위력으로 당시 1만6000㎞ 밖에서도 폭발음이 들릴 정도였다. 다행히 크기가 크지 않아 큰 피해는 없었다. 실제 지구와 충돌했던 소행성의 흔적이 1990년대에 발견된 것만 172곳이 넘는다.
   
   1908년 시베리아 퉁구스카호수 상공에서는 축구장 크기만 한 소행성이 폭발해 약 1994㎢의 숲이 파괴됐다. 당시 2036년에 또 한 번의 소행성이 지구와 충돌할 수 있다는 우려가 제기됐다. 이후 소행성에 대한 공포가 커져갔고, 2013년 러시아 첼랴빈스크의 소행성 폭발 사건 이후부터는 국가적 대비책을 미리 마련해야 한다는 목소리가 높아졌다.
   
   보통 퉁구스카 사건과 같은 지름 100m 이상의 소행성은 1만년에 한 번 지구와 충돌한다. 그리고 1000년에 한 번 정도는 지름 50m 이상의 소행성이 지구와 충돌할 가능성이 있다고 한다. 그나마 다행인 점은 6500만년 전 공룡을 멸종시킨 10㎞ 수준의 소행성은 1억년에 한 번꼴로 지구에 접근한다는 것이다. 그렇다면 공포의 소행성 충돌을 막을 방법은 없는 것일까.
   
   
   위협적 소행성 100만개 접근 중
   
   최근 NASA는 지구에 ‘잠재적 위협’이 될 만한 소행성들을 사전에 차단하는 역사적 프로젝트를 가동했다. 소행성에 우주선을 충돌시켜 공전 궤도를 변경시키는 ‘DART(Double Asteroid Redirection Test)’가 그것이다. 민간 우주업체인 스페이스X와 공동으로 추진하는 6900만달러(약 780억원) 규모의 소행성 충돌 실험 프로젝트로, ‘운동 충격 기술’로 물리적 충격을 가해 소행성의 궤도를 바꿈으로써 대재앙을 가져올 지구와의 충돌을 미연에 방지하려는 것이다. 인류는 아직 소행성의 내부 구조나 구성요소에 대해 많이 알지 못하기 때문에 이런 실험을 실제 소행성을 대상으로 할 수밖에 없다.
   
   NASA가 주목하는 실험 대상은 2022년 10월에 지구 주변으로 접근하는 소행성 디디모스(Didymos)와 그 위성 디디문(Didymoon)이다. 디디모스는 그리스어로 ‘쌍둥이’라는 의미다. 지름 170m의 위성 디디문을 지니고 있어 붙여진 이름이다. 디디모스는 지름 780m의 소행성으로 대략 2년 주기로 태양 주변을 공전한다. 태양에서 가장 가까운 위치에서는 지구 공전 궤도에 상당히 근접해 지구에서 탐사선을 보내기 좋은 소행성이기도 하다.
   
   이 쌍성계는 2022년 지구와 약 1046만736㎞ 거리를 두고 지나갈 것으로 예측된다. NASA는 두 소행성 가운데 디디문에 작은 충돌체를 발사해 궤도를 약간 변경시키는 것이 목표다. 우주선을 실은 스페이스X의 팰컨9 로켓을 발사하고, 지구를 향해 오고 있는 디디문에 우주선을 충돌시켜 궤도를 수정시킨 후 궤도를 벗어난 디디문이 디디모스와 충돌하게 해 전체 궤도를 바꾼다는 구상이다.
   
   디디문은 디디모스의 중력에 묶여 있어 만약의 경우에도 안전할 뿐 아니라 크기가 작아 궤도 수정이 쉽다. NASA는 2020년 12월부터 2021년 5월 사이, 냉장고 크기의 우주선을 발사해 2022년 10월쯤 디디문과 충돌시켜 소행성의 궤도를 바꿀 예정이다.
   
   현재 과학자들 사이에서 지구와 소행성의 충돌 위험을 피할 방법으로 가장 많이 연구되고 있는 것이 소행성의 궤도를 바꾸거나 폭파시키는 방법이다. 영화 ‘아마겟돈’과 ‘딥 임팩트’에서 보여준 방법은 핵폭탄을 사용해 소행성을 산산이 부숴 지구가 받을 충격을 줄이는 것이다. 하지만 지구 가까이 다가온 소행성을 폭파시킬 경우 수천 개의 조각이 지구에 쏟아질 위험을 배제할 수 없다는 게 전문가들의 주장이다. 따라서 소행성 폭파보다는 궤도를 바꾸는 쪽에 더 무게를 두고 있다.
   
   
   궤도 몇㎝ 움직이면 지구 운명 달라진다
   
   소행성 충돌을 막으려는 NASA의 노력은 1990년대 초부터 시작되었다. 이번의 DART 프로젝트는 인류가 미래의 소행성 충격으로부터 지구를 구할 수 있는지를 보여줄 중요한 도정(道程)이다. NASA의 과학자들은 우주선과 디디문의 충돌 후 디디모스의 궤도가 어떻게 변했는지를 관찰하게 된다. 그 결과를 바탕으로 향후 지구로 향하는 소행성에 물리적 충격을 가해 지구와의 충돌을 막을 수 있을지를 가늠한다. 만약 이번 프로젝트가 성공하면 소행성 충돌 관리 방법에 대한 첫 단추를 끼울 수 있게 되는 셈이다.
   
   DART는 미래에 있을 소행성 위협에 우리 스스로 대처할 수 있게 해준다는 점에서 중요하다. 이를 통해 지구를 방어하기 위한 기술이 확보된다면 여러 소행성에 대한 충돌 실험이 계속 이어지고, 그 모든 프로젝트가 성공적으로 진행되면 2035년 지구와 충돌 가능성이 존재하는 소행성의 궤도 수정을 완벽하게 해낼 수 있을 것으로 기대된다. 그 다음엔 지구 주변의 소행성 궤도를 인간의 의도에 맞춰 수정하는 일도 가능해지지 않을까.
   
   지금은 영화에서처럼 소행성의 위협을 능동적으로 막아낼 수준은 아니다. 커다란 바위에 총탄 한 발을 쏘려는 노력일 뿐이다. 하지만 단 몇 ㎝라도 궤도를 움직일 수 있느냐가 지구의 운명을 결정하게 될 것이다.

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