MIT, 지구행 소행성 막을 ‘최선의 방법’ 찾는 프로그램 개발

지구에 충돌하는 경로로 날아오는 소행성을 어떻게 막아야 할지 인류가 정하는 데 도움을 줄 컴퓨터 프로그램을 미국 매사추세츠공과대(MIT) 연구진이 개발했다.

이들 연구자는 때때로 근지구천체(NEO)로 불리는 소행성이 매일 밤 새로 발견되는 사례는 두세 건에 이르며 이 중에는 지구와 충돌하는 코스로 들어올 가능성이 충분히 존재한다고 말했다.

프로그램 개발을 주도한 백성욱 항공·항천학부 수석연구원은 MIT뉴스에 “소행성이 중력 구멍을 통과해 지구와의 충돌로 향하는 마지막 순간의 궤도 변경 전략은 이미 연구돼 왔다. 난 이런 소행성이 지구에 충돌하기 훨씬 이전에 그 구멍을 지나지 못하도록 하는 데 관심이 있다”면서 “그것은 피해가 덜한 선제공격과 같다”고 말했다.

이들 전문가는 이 프로그램을 통해 소행성의 질량과 운동량, 중력 구멍과의 근접성 그리고 충돌 예상 시간을 예측해 소행성 충돌이라는 전 지구적 재앙을 피하는 데 필요한 높은 수준의 의사 결정을 돕도록 했다.

이런 의사 결정의 핵심은 소행성의 궤도 경로가 지구의 중력장을 지나 지표면에 충돌할 수 있는 영역인 ‘중력 구멍’(gravitational keyhole)으로 귀결된다.

만일 어떤 소행성이 이 영역에 도달하기 이전 탐지해낼 수 있으면 경로를 초당 몇 ㎝ 수준으로 조그만 바꿔도 충돌을 피할 수 있다.

이에 대해 프로그램 개발에 참여한 올리비에 드 웩 교수는 “임무를 성공할 확률이 99.9%인지 아니면 90%에 불과한지가 중요할까? 잠재적인 행성 킬러라면 궤도를 반드시 바꿔야 할 것”이라면서 “따라서 우리는 계획을 세울 때 더욱더 똑똑해야 한다”고 말했다.

2007년 미국항공우주국(NASA)의 의회 권고에 따르면, 가장 효과적인 방법은 소행성 표면에 핵미사일을 쏴서 폭파시키거나 궤도를 바꾸는 것이다. 하지만 이 방법은 상당한 양의 핵 파편을 지구 궤도에 남겨 결국 대기권으로 다시 들어오게 해서 여러 문제를 일으키셔 실행 가능성이 적다.

이보다 더 좋은 선택은 로켓이나 대형 발사체와 같은 ‘키네틱 임팩터’를 사용해 소행성의 궤도를 바꾸는 것인데 이는 당구봉으로 당구공을 치는 방식과 유사하다. 하지만 이는 발사체가 적절한 시간에 정확한 궤도로 이동해서 소행성에 영향을 주는 적절한 힘을 전달하는 것에 의존하므로, 상당한 불확실성을 동반한다.

MIT 연구진은 이번 프로그램을 테스트하기 위해 일반인들에게도 잘 알려진 소행성인 아포피스와 베누를 대상으로 해서 여러 차례 시뮬레이션을 시행했다. 이들의 컴퓨터는 소행성이 중력 구멍에 도달하기까지 남아있는 시간에 따라 다양한 접근법을 고안했다.

소행성이 중력 구멍을 통과하기까지 5년 이상이 남아있는 시뮬레이션에서는 정찰선 두 척을 보내는 방법이 제시됐다. 이때 정찰선 한 척은 소행성의 크기를 정확히 측정하고 나머지 한 척은 소행성에 충돌해 밀어내기를 시도하는 것이었다. 이후 소행성의 경로를 완전히 바꾸는 데 적합한 크기의 키네틱 임팩터를 발사할 수 있었다.

하지만 소행성이 중력 구멍으로 진입하는 데 1년도 채 남지 않은 상황에서는 이미 정찰선을 보내기에는 시기가 너무 늦은 상태였고 키네틱 임팩터만을 보내면 소행성이 통과하기 전에 소행성에 도달하지 못할 가능성도 있었다고 백 연구원은 설명했다.

사진=MIT

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr