인류는 소행성 충돌을 막을 수 있을까? 소행성 충돌 위험을 조기에 감지하는 기술은

 

인류는 소행성 충돌을 막을 수 있을까? 소행성 충돌을 막기 위한 노력과 해결책?

 

미 항공우주국(NASA)은 스페이스X의 팰컨9 로켓으로 다트의 소행성 충돌용 우주선을 발사했다. 제공 NASA

인류가 소행성 충돌을 막아낼 수 있을지에 대한 질문은 매우 흥미로우면서도 중요한 문제입니다. 현재까지의 과학 기술 발전과 국제적인 노력을 볼 때, 인류는 충분히 대비하고 막아낼 수 있는 가능성을 가지고 있으며, 실제로 많은 노력이 이루어지고 있습니다. 소행성 충돌은 인간이 막을 수 있는 유일한 자연재해 중 하나로 여겨지기도 합니다.

소행성 충돌이 지구에 실제적인 위협이 될 수 있다는 인식이 확산된 것은 그리 오래되지 않았습니다. 특히 약 6,550만 년 전 소행성 충돌이 공룡 멸종의 원인이었다는 연구 결과가 발표되면서, 소행성이 인류에게 심각한 위협이 될 수 있다는 가능성이 대두되었습니다.

이에 따라 소행성 충돌을 막기 위한 다양한 노력과 해결책들이 모색되고 실행되고 있습니다.

1. 위협 감지 및 추적 노력:

가장 기본적인 단계는 지구에 위협이 될 수 있는 소행성을 미리 찾아내고 그 궤도를 추적하는 것입니다.

• 미국 NASA는 1998년부터 근지구물체(NEO: Near-Earth Object) 관측 프로그램을 통해 미래에 지구와 충돌할 가능성이 있고 심각한 피해를 줄 수 있는 직경 140m 이상의 소행성을 추적해왔습니다.
• 현재까지 이러한 대형 소행성의 최소 90% 이상을 찾아낸 것으로 추정하고 있습니다.
• 하지만 소행성은 주변 천체와의 중력이나 다른 소행성 충돌 등으로 궤도가 급변할 수 있기 때문에, 잠재적 위협을 지속적으로 감지하고 추적하는 것이 중요합니다.

2. 소행성 충돌 방지 전략 및 해결책:

소행성 충돌을 피하기 위한 전략은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 소행성 자체를 파괴하는 방법과 소행성의 궤도를 변경하는 방법입니다.

• 소행성 파괴 방법:

  • 물리적 충격을 가해 소행성을 지구 대기에서 타버릴 만큼 작은 파편으로 만드는 것입니다.
  • 대표적으로 소행성 표면 또는 근접한 상태에서 핵폭탄을 폭발시키는 방법이 거론됩니다. 핵폭발에서 발생하는 강력한 X선을 이용하여 소행성 표면을 가열하고 가스를 발생시켜 밀어내는 방식도 있습니다.
•  
  • 소행성의 속도나 방향을 미세하게 변화시켜 충돌 궤도에서 벗어나게 하는 방법입니다. 이는 소행성 파괴 시 발생할 수 있는 파편들의 위험을 줄일 수 있다는 장점이 있습니다.
  • 운동량 충격기(Kinetic Impactor): 우주선을 소행성에 직접 충돌시켜 궤도를 바꾸는 방식입니다. NASA의 DART(Double Asteroid Redirection Test) 임무가 바로 이 방법을 실험한 사례입니다. DART 우주선은 직경 160m 크기의 소행성 디모르포스에 시속 24,000km로 정확히 충돌하여, 디모르포스가 모성 소행성인 디디모스를 공전하는 주기를 약 10분 정도 단축시키는 데 성공했습니다. 이는 국제적인 공조를 통해 소행성 충돌 방지 가능성을 확인했다는 점에서 큰 의미를 가집니다.
  • 이 외에도 소행성 옆에 우주선을 근접시켜 중력으로 궤도를 서서히 바꾸는 '중력 견인(Gravity Tractor)' 방식, 태양광의 복사압을 이용하는 '솔라 세일(Solar Sail)' 방식 등 다양한 아이디어들이 연구되고 있습니다.
• 소행성 궤도 변경 방법 (Deflection):

소행성의 물리적 특성(단단한 암석형인지, 혹은 '러버 파일'처럼 바위와 자갈이 느슨하게 뭉쳐있는 형태인지 등)에 따라 효과적인 방지 방법이 달라질 수 있으므로, 소행성에 대한 탐사 및 연구도 중요합니다.

결론적으로, 인류는 소행성 충돌의 위협을 인지하고 있으며, 이를 막기 위한 관측 시스템을 구축하고 물리적 충돌이나 궤도 변경 등 다양한 기술적 해결책을 개발하고 실험하고 있습니다. 특히 DART 임무의 성공은 이러한 노력이 실제 현실에서 효과를 발휘할 수 있음을 보여주었습니다. 하지만 여전히 발견되지 않은 소행성이 존재하고, 예상치 못한 궤도 변화가 있을 수 있으므로 지속적인 관측과 국제 협력, 기술 개발이 중요하다고 할 수 있습니다.

따라서 인류는 소행성 충돌을 '막을 수 있다'고 단정하기는 어렵지만, '막기 위한 노력'을 지속하고 있으며 상당한 가능성을 가지고 있다고 말씀드릴 수 있습니다.

 

소행성 충돌 위험을 조기에 감지하는 기술에는 어떤 것들이 있을까?

 

DART 미션의 전체 콘셉트를 묘사한 일러스트. NASA 제공

 

 소행성 충돌 위험을 조기에 감지하는 것은 인류가 이러한 잠재적 위협에 대비하고 대응할 시간을 확보하는 데 있어 가장 핵심적인 첫걸음입니다. 이를 위해 다양한 첨단 과학 기술과 관측 시스템이 총동원되고 있습니다.

주요 조기 감지 기술과 노력은 다음과 같습니다.

지상 기반 광학 망원경 네트워크:

가장 기본적이고 널리 활용되는 방법은 지상에 설치된 대형 광학 망원경으로 밤하늘을 지속적으로 관측하며 움직이는 천체, 즉 소행성을 탐지하는 것입니다.
ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System): 하와이 대학교에서 운영하는 시스템으로, 비교적 작은 근지구 천체가 지구에 충돌하기 직전의 마지막 순간을 포착하는 데 특화되어 있습니다.

NASA의 24시간 감시망: 하와이 대학교가 운영하며, 남반구를 포함한 지구 전체 하늘을 24시간마다 빈틈없이 관측할 수 있는 시스템을 갖추고 있습니다.

베라 루빈 천문대: 칠레 안데스 산맥에 위치하여, 혁신적인 알고리즘을 통해 기존 망원경이 놓쳤던 소행성까지 발견해내고 있습니다.

한국의 지구위협소행성 광학 감시시스템 (KMTNet-NEO): 한국천문연구원이 칠레에 구축 중인 소행성 탐사 전용 망원경으로, 2027년부터 140m급 소행성을 조기에 포착할 계획입니다.

우주 기반 망원경 (적외선 탐지 등):
지상 대기의 제약에서 벗어나 우주 공간에서 이루어지는 관측은 더욱 정밀하고 포괄적인 탐지를 가능하게 합니다.

적외선 탐지: 소행성은 자체 발광체가 아니지만, 태양광을 반사하거나 흡수한 후 열을 방출합니다. 적외선 망원경은 이러한 표면 온도 변화를 감지해 소행성을 추적할 수 있습니다. NEOWISE와 같은 프로젝트가 이 기술을 활용했으며, 특히 어둡거나 작은 소행성 발견에 탁월합니다.

고급 알고리즘 및 데이터 분석:
수많은 관측 데이터 속에서 미세하게 움직이는 소행성을 정확히 식별하고 궤도를 계산하기 위해서는 정교한 데이터 분석 및 추적 알고리즘이 필수적입니다. 새로운 알고리즘 개발은 지속적으로 탐지 성능을 향상시키고 있습니다.

이러한 기술로 발견된 소행성은 국제 데이터베이스에 등록되어 지속적으로 궤도가 모니터링됩니다. 만약 지구 궤도에 근접하거나 충돌 가능성이 있다면 '잠재적 위협 소행성(Potentially Hazardous Asteroids, PHA)'으로 분류되어 더욱 세밀하게 관찰됩니다.

조기에 소행성을 발견하고 그 궤도를 정확히 예측하는 것은 충돌 방지 임무의 핵심 정보가 됩니다. 충돌까지 남은 시간이 길수록 소행성의 궤도를 변경하는 데 필요한 에너지가 적어지므로, '가능한 한 빨리, 가능한 한 멀리서' 발견하는 것이 중요합니다.

인류는 이러한 조기 감지 기술을 끊임없이 발전시키고 관측 네트워크를 확장하며 소행성 충돌 위협에 대비하고 있습니다.

이러한 과학적 노력들이 우리 행성을 안전하게 지키는 데 결정적인 역할을 하고 있습니다.