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[와우! 과학] 지구 방어를 위한 ‘소행성 요격 미사일’ 나올까? (연구)

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▲ Credit: Alexander Cohen

6600만 년 전 지구를 강타한 지름 10km 급 소행성 충돌로 인해 비조류 공룡을 비롯한 수많은 중생대 생물들이 모두 멸종했다. 사실 이때 포유류를 비롯한 다른 생존자들도 큰 타격을 입었으나 소수의 생존자들이 살아남는 데 성공해 신생대의 주역이 된다. 하지만 이런 소행성이 다시 지구에 충돌하다면 인류를 포함한 모든 포유류가 멸종할 수도 있다. 

다행히 이런 거대 소행성이 가까운 미래에 지구에 충돌할 가능성은 희박하다. 나사는 지구 근접 소행성에 대한 상세한 리스트를 작성해 위험도에 따라 등급을 매기고 감시하고 있는데, 적어도 지금까지는 당장 인류가 파괴시키거나 궤도를 수정해야 할 소행성은 없는 상태다. 

다만 가능성을 완전히 배제할 수 없기 때문에 유럽 우주국과 나사는 우주선을 충돌시켜 소행성의 궤도를 수정하는 임무를 계획하고 있다.

올해 말 발사될 나사의 DART 우주선이 소행성에 충돌해 궤도를 살짝 수정하는 첫 임무를 수행한다. DART는 작은 우주선이지만, 빠른 속도로 충돌하면 상당한 운동에너지를 지닌다. 그리고 먼 거리에서 궤도를 살짝만 수정해도 나중에는 지구를 비켜갈 수 있을 만큼 변경이 가능하다. 

하지만 이런 방법은 충분히 먼 거리에서 오는 어느 정도 큰 크기의 소행성에서만 사용할 수 있다. 러시아를 강타한 첼랴빈스크 운석처럼 지름 수십m 이내의 작은 소행성은 현재 소행성 감시망을 피할 수 있기 때문에 갑작스럽게 지구에 떨어질 가능성이 있다. 지름 50m 소행성도 지구에 충돌하면 메가톤급 핵무기와 같은 위력을 지니기 때문에 잠재적으로 엄청난 피해를 입힐 수 있다. 

캘리포니아 대학의 필립 루빈 교수가 이끄는 과학자 팀은 이렇게 갑자기 나타나는 소행성을 파괴할 수 있는 지구 근접 방어 시스템을 제안했다. 연구팀이 제안한 파이 종말 단계 행성 방어 (PI-Terminal Planetary Defense) 시스템은 탄도 미사일 방어 시스템과 유사한 방식으로 대기권에 진입하는 소행성을 높은 고도에서 미사일로 파괴한다. 

그런데 탄도 미사일과 달리 소행성은 적어도 수만 톤 이상의 큰 질량을 지닌 천체이기 때문에 일반적인 미사일 방어 시스템으로는 파괴할 수 없다. 핵무기가 가장 효과적인 파괴 수단이 될 수 있지만, 지구 대기권에 방사선 낙진을 만들 뿐 아니라 적대 국가의 핵 공격으로 오인하는 경우 심각한 무력 충돌이 일어날 위험성도 있다. 

따라서 연구팀은 지름 10-30cm, 길이 1.8-3m 정도의 금속 관통봉 (penetrator rod) 여러 개를 확산시켜 소행성과 충돌시키는 대안을 제시했다. 금속봉 자체의 무게는 소행성보다 매우 작지만, 엄청난 속도로 충돌하기 때문에 쉽게 관통하면서 소행성을 갈라 놓는다.

대부분의 소행성은 사실 잡석 더미가 중력에 의해 느슨하게 묶인 형태이기 때문에 쉽게 파괴되어 작은 조각으로 갈라질 것으로 예상된다. 작게 조각난 소행성은 대부분 지구 대기권에서 타버린다. 일부는 지상으로 떨어질 순 있지만, 더 이상 핵무기급 파괴력은 지닐 수 없다. 

파이 종말 단계 행성 방어 시스템은 아직은 개념 제안 단계다. 이런 형태의 요격 미사일을 개발하는데 막대한 비용이 들 뿐 아니라 지구 전체를 방어하기 위해서는 세계 여러 지역에 분산 배치해야 하는 문제가 있다.

그리고 레이더와 망원경을 포함해 소행성 진입을 실시간으로 모니터링하고 요격 미사일 발사를 제어할 시스템도 필요하다. 비용과 정치적 문제를 생각하면 당장 개발이 이뤄지긴 어려울 것으로 보인다. 



하지만 그래도 과학자들은 소행성 방어를 위한 여러 가지 아이디어를 제시하고 활발하게 방안을 논의하고 있다. 첼랴빈스크 운석 사건이나 최근 지구를 스쳐 지나간 소행성들을 보면 지구가 앞으로 100% 안전하다고 보기는 어렵기 때문이다. 많은 연구와 논의를 통해 결국 현실적으로 가장 좋은 방법을 찾아낼 수 있을 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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