2019년 뉴호라이즌스호가 소행성에 도달할 예정
달 외에는 태양계 어느 행성에도 가본 적이 없는 인류지만 미지의 세계를 향한 꿈만은 늘 원대했다. 태양계에 속한 행성은 물론 그 밖에 존재하는 천체에 대해서도 늘 궁금했기 때문이다.이러한 의문은 태양계 내 행성을 조사하기 위한 맞춤형 탐사선 개발로 이어져 화성 탐사선인 엑소머스(ExoMars)나 목성 탐사선인 주노(JUNO)와 같은 대표적인 우주선을 탄생시켰다.
명왕성과 카이퍼 벨트 지대를 탐사하기 위해 11년 전 지구를 떠난 뉴호라이즌스호 NASANASA
그런데 이들보다 훨씬 먼저 발사됐지만 아직 목표 지점에 도달하지 못한 채 날고 있는 우주선이 있다. 뉴 호라이즌스(New Horizons) 탐사선으로 현재 태양계 끝을 넘어서는 이 탐사선은 목표로 하고 있는 카이퍼 벨트(Kuiper Belt) 지대를 향해 나아가고 있다.카이퍼벨트는 태양계의 끝자락인 해왕성의 궤도보다 바깥쪽에 있는 천체로 얼음과 핵으로 구성된 수많은 행성들로 구성되어 있을 것으로 추정되는 태양계 밖의 지대를 말한다.미 항공우주국(NASA)은 뉴호라이즌 탐사선이 현재 카이퍼 벨트 지대에 위치한 작은 소행성으로 향하고 있다고 보도하면서 관측 자체가 어려운 먼 거리에 위치해 정확하지는 않지만 덤벨처럼 생긴 별로 보인다고 추정했다.
태양계 밖을 넘어가는 뉴호라이즌 탐사선
지난 2006년 1월 뉴호라이즌 탐사선이 발사된 NASA의 우주 탐사 프로젝트인 ‘뉴 프론티어(New Frontier)’의 일환으로 탐사선에 주어진 임무는 명왕성 및 해왕성 바깥껍질에 위치한 카이퍼 벨트를 탐사하는 것이었다.발사 당시 가장 강력한 추진체 중 하나였던 아틀라스 로켓을 장착한 덕분에 뉴호라이즌스호는 발사 3개월 만인 2006년 4월에 이미 화성 궤도를 통과하는 기록적인 성과를 남겼다.그러나 이 같은 기록은 10여 년의 대장정을 시작한 뉴호라이즌스호에게는 하나의 서막에 불과했다. 화성 궤도를 통과한 지 6개월 만인 10월에 2006년에 소행성대를 통과하고 2007년 1월에는 목성 궤도 근처에 접근하는 성과를 잇달아 거두게 된다.
NASA와 연합 관측팀이 촬영한 카이퍼 벨트 지대의 천체들⇒NASA
이어 뉴호라이즌스호는 토성과 천왕성으로 가는 길에 목성과 소행성에 접근해 두 번의 플라이바이(Fly-By) 비행을 하며 속도를 가속화하는 과정을 거친다. 플라이바이 비행이란 행성 주위를 돌며 중력과 원심력을 활용해 비행 속도를 높일 수 있는 방법이다.플라이바이 비행을 통해 속도가 오른 뉴호라이즌스호는 1년 6개월 뒤인 2008년 토성 궤도를 지나갔고, 이후 2011년 3월에는 천왕성 궤도를 통과했다. 이어 3년 뒤인 2014년 해왕성 궤도 통과에 성공한다.그리고 마침내 2년 전인 2015년 7월 명왕성 궤도에 진입해 근접 촬영에 성공했고, 처음 목표로 한 명왕성 탐사라는 과제를 무사히 마칠 수 있었다. 현재 뉴호라이즌스호는 태양계를 넘어 카이퍼 벨트 지대로 나아가고 있다.
소행성의 모습은 덤벨과 비슷할 것으로 추정됨
뉴호라이즌 탐사선의 다음 목표는 카이퍼 벨트 지대인데, 좀 더 자세히 말하자면 카이퍼 벨트 내에 위치한 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성을 향해 날고 있다고 할 수 있다.이에 대해 NASA 관계자는 “소행성의 위치는 현재 지구에서 65억㎞ 떨어진 곳으로 인류가 우주탐사를 시작한 이래 가장 멀리 떨어진 거리의 천체가 될 것”이라고 밝히며 “여기에 도달하는 시점은 2019년 1월 초로 예상한다”고 말했다.관계자의 말처럼 소행성의 위치가 상상조차 어려울 정도로 먼 곳에 있기 때문에 NASA와 전 세계 관측기관들은 아를 촬영하는 데 애를 먹고 있다. 기존 관측 방법으로는 대부분의 카이퍼 벨트 지대가 점으로만 보이기 때문이다.이 때문에 NASA는 24개의 지상망원경과 SOFIA 성층권 망원경, 그리고 우주공간에 위치한 3개의 망원경을 총동원해 관측을 시도했고, 그 결과 정확하지는 않지만 소행성이 불규칙한 표면을 가지면서 지름 22~40㎞ 정도의 크기로 구성돼 있을 것으로 보고 있다.
NASA가 추정하고 있는 소행성의 형태. 왼쪽은 덤벨형이고 오른쪽은 고구마형이다 NASANASA
이와 동시에 관측 과정에서 이상한 사진도 확보했는데 아르헨티나 관측팀이 촬영한 사진을 보면 소행성 자체의 사진이 아닌 소행성이 중앙에 있는 별을 가리는 사진으로, 이를 통해 관측팀은 ‘2014 MU69’가 불규칙한 형태와 크기를 보일 것으로 추정하고 있다.이 정도만으로는 부족하다고 판단한 듯 NASA는 아르헨티나 관측팀 사진을 바탕으로 다른 관측팀에서 수집한 데이터를 종합했다. 그러자 컴퓨터 모니터에는 두 소행성이 중력으로 묶인 덤벨 같은 구조의 ‘2014 MU69’ 상상도가 떠올랐다.컴퓨터가 추정한 ‘2014 MU69’ 크기는 관측팀이 생각보다 작았다. 소행성 2개가 붙어 있는 형태로 대략 15~20㎞ 정도의 크기였다. 이 밖에도 컴퓨터가 추정한 또 다른 모습은 가늘고 긴 고구마처럼 생겼다.이처럼 관측 자체가 거의 불가능한 소행성 구조를 추정이라는 방법을 통해서라도 알아보려는 이유에 대해 NASA 관계자는 “목표로 하는 소행성은 명왕성과 같은 행성과 비교할 수 없을 정도로 작은 천체이기 때문에 순식간에 탐사선을 지나갈 것”이라고 예상하면서 “따라서 가능한 한 정보를 미리 확보해 최적의 관측 방법을 택해야 한다”고 강조했다.