공룡의 멸종 원인은 6천만년 전 소행성과 지구 충돌 가능성
공룡의 멸종 원인은 6천만년 전 소행성과 지구 충돌 가능성
  • 류지은 기자
  • 승인 2020.10.05 12:48
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이미지 출처: NASA / JPL-Caltech
이미지 출처: NASA / JPL-Caltech

 

[퓨처타임즈=류지은 기자] 도시 크기의 소행성이 약 6천 6백만년 전에 멕시코의 유카탄 반도에 충돌했다. 과학자들은 칙술루브 운석(Chicxulub)의 영향이 공룡 멸종과 당시 행성 생명체의 75%를 멸종시킨 주요 원인이라고 믿는다. 세계우주기관은 무해한 소행성을 굴절시키기 위해 노력하고 있다. 이번 달에 유럽우주국(ESA)은 NASA 및 기타 우주국과의 공동 임무인 소행성 충돌편향평가(AIDA)의 일부를 승인하고 자금을 지원하여 처음으로 대규모 소행성의 궤도를 변경하려고 시도했다.

사람들은 요즘 모든 공간에 대한 무한한 욕구를 가지고 있다. 작년 첫 번째 블랙홀 이미지나 올해 블랙홀의 춤추는 그림자의 타임 랩스처럼 일부 우주 뉴스는 정말 놀라운 것이다. 그런 다음 덜 놀라운 다양성에 대한 뉴스가 있다. 모든 슈퍼 문의 전체 보도에 이어 두 번째로 소행성에 의한 (그러나 무해한) 니어미스(이상 접근∙충돌 위기 near-miss)의 헤드 라인이다.

그러나 슈퍼 문은 평범한 보름달보다 훨씬 더 숨 막힐 정도로 아름답지는 않지만, 무해한 니어미스는 실제로 더 중요한 것을 암시한다. 우리 행성이 우주를 통과할 때 그 궤도는 필연적으로 태양계의 다른 주민들의 궤도를 가로지른다. 이 그룹에는 모든 크기의 소행성이 있다. 이들 중 대부분은 너무 작아서 대기에 의해 기화될 수 있지만 다른 것들은 표면에 영향을 미치고 심각한 손상을 입힐 만큼 충분히 크다.

악명 높게도, 도시 크기의 소행성이 약 6천 6백만년 전에 멕시코의 유카탄 반도에 충돌했다. 폭발은 엄청났다. 그것은 바다를 가로질러 거대 쓰나미를 일으켰고 대략 93마일 너비의 분화구를 파서 그 물질의 대부분을 대기로 날려보내 수년간 태양을 차단하고 어둡게 했다. 많은 과학자들은 칙술루브 운석(Chicxulub)의 영향이 공룡 멸종과 당시 행성 생명체의 75%를 멸종시킨 주요 원인이라고 믿는다.

지난 6천 6백만 년 동안 반복된 일은 없었으며 주요 영향에 대한 위험은 매우 낮다. 그러나 우리가 그것에 대해 뭔가를 하지 않는 한, 또 다른 큰 물체가 미래의 언젠가 우리 행성과 충돌할 것이라는 것은 거의 확실하다.

운 좋게도 마지막 살인 우주 바위가 경고없이 하늘에서 떨어졌지만 공룡이 사용하지 못한 도구가 몇 가지 있다. 잠재적으로 위험한 소행성을 나타내는 망원경 외에도 우리는 소행성이 우리에게 도달하기 전에 이론적으로 방향을 전환할 수 있다.

이제 세계의 우주 기관은 이론을 뛰어 넘는 행성 방어를 위해 팀을 구성하고 있다. 이번 달에 유럽우주국(ESA)은 NASA 및 기타 우주국과의 공동 임무인 소행성 충돌편향평가(AIDA)의 일부를 승인하고 자금을 지원하여 처음으로 대규모 소행성의 궤도를 변경하려고 시도했다.

문제의 소행성은 지구에 위협이 되지 않는다. 오히려 위험을 초래하는 가상의 미래 소행성을 어떻게 반사시킬 수 있는지에 대한 테스트 케이스이다. 이 임무는 공룡의 운명을 피하기 위한 인류의 탐구에서 최초의 하드 데이터를 산출하는 것을 목표로 한다.

필사적으로 지구에 가까운 궤도(NEO)를 찾고 물론 소행성을 방향을 바꾸려면 먼저 그것을 찾아야한다.

1998년에 NASA는 우리 이웃에 있는 모든 소행성과 혜성의 90%(NEOs)를 직경 1km보다 큰 차트로 만드는 프로그램을 시작했다. NASA는 2010년에 이 목표를 달성했지만 그때까지 우주국은 2020년 말까지 140미터가 넘는 모든 NEO의 90%를 찾기 위해 이미 재 작업을 했다. 칙술루브 운석(Chicxulub)의 경우와 마찬가지로, 그럼에도 불구하고 영향을 미치는 지역에 심각한 피해를 입힐 수 있는 작은 타격도 있다.

지금까지 140미터(혜성 포함)보다 큰 9,334개의 NEO를 차트로 작성했다. 그러나 그 숫자는 추정되는 전체 인구 25,000명의 1/3에 불과하다. 현재의 망원경은 훌륭한 일을 해왔지만 우주 기반 적외선 망원경은 발전 속도를 높일 것이다. 따라서 승인을 기다리는 몇 년 후 NEO Surveillance Mission (이전의 NEOCam)이 이러한 망원경으로 검색을 시작하기 위해 첫 번째 자금을 확보한 것은 희소식이다. 이 임무는 발사 후 10년 이내에 140미터가 넘는 NEO의 90% 목록을 완성하는 것을 목표로 한다.

물론 여기서 끝나지 않는다. 살인자 소행성이나 혜성을 발견하면 그것에 대해 뭔가를 할 수 있다면 좋을 것이다. 예를 들어, 팔꿈치로 부드럽게 (또는 너무 부드럽게) 가져가서 행성의 경로에서 안내하는 것과 같다. 그렇다면 우주에서 산을 어떻게 움직일까?

소행성 아마겟돈을 피하는 방법에 대한 많은 아이디어가 있다.

가장 잘 알려진 핵 옵션은 소행성 표면 근처, 위 또는 아래에서 핵 폭발물 (또는 다중 폭발물)을 폭발시키는 핵 옵션이다. 작업을 수행하기 위해 로봇 우주선을 보낼 가능성이 높다 (석유 굴착 장치의 크루 넥이 아닌). 다른 먼 아이디어로는 태양광을 소행성 표면에 집중시키는 렌즈와 같은 우주선을 만들고 발사하여 기화된 먼지로 임시 추진 시스템을 만드는 것이 있다. 또는 질량이 수년에 걸쳐 소행성의 진로를 천천히 변화시키는 우주 예인선이나 우주선을 발사할 수 있다.

이러한 아이디어가 실제로 얼마나 성공적일지는 비용, 기술적 능력, 침입자의 규모와 구성, 그리고 결정적으로 우리가 얼마나 많은 시간을 가지고 있는지에 달려 있다.

충분한 시간이 있고 소행성이 아주 작다면 매우 간단한 해결책이 있을 수 있다. 빠르게 움직이는 발사체로 그것을 때린다. '운동 충격기'라고 하는 이 접근 방식에서 우리는 의도적으로 우주선(또는 일련의 우주선)을 위험한 소행성에 충돌시킨다. 물체의 운동량은 질량에 속도를 곱한 것이므로 작은 물체라도 상대 속도가 충분히 높으면 큰 물체에 상당한 운동량을 줄 수 있다.

내년 여름, NASA는 Falcon 9 로켓에 DART (Double Asteroid Redirection Test) 우주선을 발사할 계획이다. DART는 2022년 가을에 시속 14,000마일을 훨씬 넘는 속도로 Didymos의 160m 달빛 Dimorphos를 공격하는 780m 소행성 Didymos로 이동한다. 충돌은 지구에서 약 700만 마일 떨어진 곳에서 일어날 것이며, 지상 망원경이 예상되는 운동량의 전달과 그에 따른 Didymoon의 궤도주기에 대한 몇 분의 변화를 기록하기에 충분하다.

이것은 위험할 것처럼 들릴지 모르지만 소행성 쌍은 지구를 위협하지 않는다고 ESA의 Hera 임무의 제품 보증 및 안전 관리자인 Heli Greus는 “아무도 당황할 필요가 없다.”라고 말했다.

ESA는 2024년에 Hera 우주선을 발사하여 충격의 여파를 보다 자세하고 근거리에서 관찰한다. ESA는 Hera 임무에 대한 설명에서 “Hera가 Didymos에 도달할 때 2026년에 Dimorphos는 역사적 중요성을 달성할 것이다. 측정 가능한 방식으로 인간의 노력에 의해 궤도를 이동한 태양계의 첫 번째 물체이다.”라고 말한다.

초기 지상 망원경 측정은 DART가 Dimorphos를 얼마나 편향했는지 대략적인 수치를 제공할 수 있지만 거리와 예상되는 먼지 기둥으로 인해 방해를 받는다. Hera는 궤도주기의 정확한 변화를 측정하고 분화구를 자세히 연구하는 자체 '충돌 현장 조사'를 수행한다. 또한 소행성의 표면과 내부 구조를 매핑한다.

이 데이터를 통해 과학자들은 모델을 검증하고 개선할 수 있다. 그러면 미래에 우리는 새로운 위협을 발견하고 다음 세기 동안의 궤도를 계산하고 지구와의 예정된 만남이 있음을 발견할 수 있다. 과학자들은 Dimorphos 데이터를 기반으로 구축된 차트를 참조하고 우주 바위를 굴절시키기 위해 필요한 것이 무엇인지 더 큰 확신을 가지고 제안했다.

행성 방위의 미래

분명히 말하면 이것은 시작에 불과하다. 키네틱 임팩터는 우리가 접근할 수 있는 가장 간단한 솔루션이다. NASA는 2007년 의회 보고서에서 일부 편향 시나리오, 특히 '단일 작고 단단한 몸체'로 구성된 물체에 대해 '가장 성숙한 접근 방식'이라고 규정했다.

다른 옵션은 더 복잡하거나 덜 효과적이거나 여전히 논란의 여지가 있다. 그러나 같은 보고서에서 NASA는 핵폭발이 연구된 가장 효과적인 접근 방식이면서도 더 큰 개발 및 운영 위험을 수반한다고 말했다. 향후 위협의 구체적인 상황이 우리의 진로를 결정할 가능성이 높다.

그러나 요점을 강조하기 위해 주어진 날에 큰 소행성과 충돌할 위험은 매우 낮다. 더욱이, 저기에 숨어있는 정확히 무엇인지에 대한 인식이 비약적으로 발전했다. 특히 우리 동네에서 가장 크고 가장 위험한 물체에 대해서는 더욱 그렇다. 우리는 불과 수십 년 전에 눈을 멀게 했다.

앞으로 몇 년 동안 NEO Surveillance Mission 및 AIDA와 같은 새로운 프로젝트 덕분에 우리의 이해와 능력은 더욱 발전하여 위험을 더욱 완화하게 된다.

엄청난 작업이지만 지구 역사상 처음으로 우리가 손에 넣은 작업이다. 오래된 인용문 (래리 니븐, 칼 세이건, 우주 비행사 돈 페티트에게 다양한 형태로 기인)처럼 "공룡이 우주 프로그램을 가지고 있었다면 그들은 여전히 여기 있을 것이다."


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