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2013년 4월 12일 금요일

나사의 소행성 포획 계획




 나사가 2014 년 회계 년도 예산안 (FY 2014 Budget) 에 요청한 예산 내역 가운데는 삭감의 칼날을 피해 무사할 수 있을 진 알 수 없지만 아무튼 꽤 재미난 계획들이 포함되어 있습니다. 그 중 하나가 바로 소행성 포획 계획 (asteroid capture mission) 으로 지름 7 미터 이내, 무게 500 톤 이하의 지구 근접 소행성 ( Near earth asteroid) 를 포획한 후 이를 달 궤도 등 보다 안정한 궤도에 밀어넣고 탐사를 하려는 미션입니다.

 필요시 우주인이 직접 소행성에 다가가 탐사를 할 수도 있고 소행성의 물질을 안전하게 지구로 가져올 수도 있습니다. 물론 일부 위험한 소행성이 지구에 근접하는 것을 막을 수도 있지만 인류에 진짜 위협이 될 만한 대형 소행성을 이런 방식으로 포획하거나 궤도를 수정하는 일은 어렵겠죠. 탐사 목적으로 아주 소형의 소행성을 포획하는 것이 목적입니다.  





(나사의 소행성 포획 계획에서 컨셉 이미지. 아직 확정된 모습이 아님  NASA's FY2014 budget proposal includes a plan to robotically capture a small near-Earth asteroid and redirect it safely to the Earth-Moon system, where astronauts can visit and explore it. Image credit: NASA )  


 일단 나사는 이 계획을 진행하는데 필요한 1 억 달러 정도의 예산을 승인 받기 희망하고 있습니다. 반드시 내년 (FY 2014) 예산안에 포함되지 않더라도 언젠가 승인이 된다면 구체적인 실현 가능성 및 제반 기술을 연구하게 될 것입니다. 현재 검토되고 있는 방식은 거대한 천이나 그물로 포획한 후 이를 이동시키는 방식인데 적어도 수백톤 짜리 소행성을 지구 - 달 궤도로 이동시키려면 포획하는 탐사선의 무게도 수십톤 이상이 될 가능성이 높으므로 그 비용은 수십억 달러에 달할 것으로 추정되고 있습니다. 만약에 유인 탐사를 제외할 경우 예상 비용은 26 억 달러 정도로 추산하고 있습니다. 다만 중요성으로 봤을 땐 소행성 포획이 우선 사업으로 선정될 가능성은 그렇게 높아 보이진 않습니다.   



 현재 나사가 가장 우선 순위로 두고 있는 사업은 이전에 소개드린 바 있는  SLS (http://blog.naver.com/jjy0501/100167266088 참조 ) 와 제임스웹 우주 망원경, 상업 유인 우주선 등입니다. 나사 예산 역시 삭감의 칼날을 피하기는 쉽지 않을 것이기 때문에 우선 순위가 높은 사업만 살아남게 될 가능성이 높습니다.  


 다른 한편으로 과연 기술적으로 가능한지에 대해서도 궁금증이 생길 수 밖에 없는데 500 톤 정도 되는 소행성이라도 가지고 있는 운동에너지는 상당하기 때문입니다. 이를 천이나 그물로 감싸는 것 까지는 그렇다 쳐도 그 궤도를 수정해서 지구 - 달 궤도로 끌고 오는 일은 막대한 연료가 들 수 밖에 없을 텐데 과연 이 부분을 어떻게 해결할 지도 궁금한 부분입니다. 태양에너지를 이용하는 플라즈마 이온 로켓은 질량대 추력비를 높일 수 있는 한가지 해결책이긴 하지만 추력이 너무 낮아 원하는 위치까지 (예들 들어 지구 - 달 사이 라그랑주 점) 끌고오기 위해서는 아주 오랜 세월이 필요할 것입니다.  


 아마도 태양 주위를 지구와 거의 비슷한 속도로 공전하는 작은 소행성들이 첫번째 타겟이 되지 않을까 생각하는데 (아무래도 그 경우가 가장 에너지, 즉 연료가 적게 들 수 있는 방법) 구체적인 방법에 대해서는 언급이 없어서 궁금한 부분 중에 하나입니다. 물론 어느 정도 내부적으로 타당성 있는 방안이 나왔기 때문에 예산도 신청을 한 것이겠죠. 삭감의 칼날부터 먼저 피하긴 해야 겠지만 실현된다면 꽤 흥미로운 주제 가운데 하나일 것입니다.  


 왜냐하면 미래 우주 진출에 필요한 자원을 이런식의 소행성 포획으로 부터 구하자는 의견이 오래전부터 있어왔기 때문입니다. 과연 SF 소설 같은 일이 실제 가능할 지도 궁금한 부분입니다. 다만 실제 이 미션이 예산을 확보한 후 기술적으로 가능하다고 해도 그 시기는 2020 년 이후가 될 가능성이 높습니다.      



 참고  


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