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2018년 3월 17일 토요일

태양계 이야기 681 - 소행성 궤도를 수정하는 해머 (HAMMER)




(Deflecting the massive asteroid 101955 Bennu was the focus of recent research by a national planetary defense team. Bennu will make a very close approach to Earth on Sept. 25, 2135. Credit: Lawrence Livermore National Laboratory)


(The 8.8-ton conceptual HAMMER spacecraft (right) is designed to fit within the Delta IV Heavy, the world’s second highest-capacity launch vehicle in operation, surpassed only by SpaceX’s Falcon Heavy rocket. Credit: Lawrence Livermore National Laboratory)


 미국 로렌스 리버모어 국립 연구소의 과학자들이 지구에 충돌할 위험이 있는 소행성의 궤도를 변경시킬 수 있는 방법을 제시했습니다. HAMMER (Hypervelocity Asteroid Mitigation Mission for Emergency Response vehicle)라고 불리는 높이 9m, 무게 8.8톤짜리 물체를 소행성에 충돌시켜 궤도를 조금씩 수정하는 방법입니다. 물론 돈은 많이 들겠지만, 이정도 우주선은 현재 기술로 충분히 발사가 가능하므로 기술적으로는 현재 수준에서도 가능합니다. 


 연구팀은 101955 Bennu (베뉴)가 지구 충돌 궤도에 진입하는 시나리오를 토대로 이 과정을 시뮬레이션 했습니다. 베뉴는 앞서 소개드린 것처럼 나사의 다음 소행성 탐사 목표인 근지구 소행성으로 2135년에 대략 2700분의 1의 확률로 지구에 충돌할 가능성이 있습니다. 




  새로운 관측 결과에 의하면 베뉴는 대략 지름 500m의 소행성으로 지구 충돌시 1200메가톤의 폭발력을 지닐 것으로 예상되고 있습니다. 연구팀은 베뉴의 궤도를 의미있게 변경하려면 적어도 지구 충돌 예상 시점보다 7.4년 전에 해머를 발사해야 한다고 보고 있습니다. 하지만 소행성의 무게가 꽤 나가기 때문에 궤도를 변경하려면 한 개의 해머로는 어렵습니다. 


 한 개의 해머는 충돌 시점을 10년 후라고 가정할 때 대략 90m 지름의 소행성을 지구 지름의 1.4배 정도 궤도 수정시킬 수 있는 운동에너지를 지니고 있습니다. 


 연구팀은 충돌 10년전에 궤도를 충분히 변경해서 베뉴 크기의 소행성이 지구를 비켜가게 하려면 해머 34에서 53개가 필요하다고 보고 있습니다. 만약 25년 정도 시간이 있다면 7-11회 정도면 충분합니다. 이는 먼 거리에서 궤도를 수정하면 시간이 지나면서 더 크게 이동하기 때문입니다. 따라서 가능하면 충돌 가능성이 있다면 그 전에 알아내는 것이 중요합니다. 


 사실 현재로써는 대형 소행성이 지구를 강타할 가능성이 낮지만, 앞으로는 모르는 일이기 때문에 대비가 필요할 수 있습니다. 영화처럼 핵무기를 사용하는 것 역시 가능한 대안 중 하나지만, 여러 가지 이유로 선호될 것 같지는 않고 더 안전한 방법이 사용될 것으로 예상됩니다. 


 참고 


Brent W. Barbee et al. Options and uncertainties in planetary defense: Mission planning and vehicle design for flexible response, Acta Astronautica (2017). DOI: 10.1016/j.actaastro.2017.10.021 





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