기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 214 - 좀더 구체적으로 진행되는 나사의 소행성 포획 계획



 이미 이전에 나사의 소행성 포획 계획에 대해서 설명드린 바 있지만 ( http://jjy0501.blogspot.kr/2013/09/Movie-Style-Asteroid-Capture-Plan.html 참조) ARM (Asteroid Redirect Mission)  이라고 알려진 소행성 포획 계획이 더 구체적으로 진행된다는 소식입니다. 물론 아직은 컨셉 단계를 완전히 벗어나지 못했지만 나사의 2014 년 회계 년도 예산에는 ARM 관련 예산이 1 억 500 만 달러가 포함되는 등 이제는 제안 단계를 벗어나 구체적인 실행 방법과 후보를 검토하고 기술적 타당성을 논의하는 단계로 넘어갔다는 이야기 입니다.



(소행성 포획 계획의 컨셉 아트  Credit : NASA)   


(이런 식으로 소행성을 포획   This conceptual image shows NASA’s Orion spacecraft approaching the robotic asteroid capture vehicle. The trip from Earth to the captured asteroid will take Orion and its two-person crew an estimated nine days.
Image Credit: NASA )


(최종적으로는 인간이 직접 탐사를 하게 됨 This concept image shows an astronaut preparing to take samples from the captured asteroid after it has been relocated to a stable orbit in the Earth-moon system. Hundreds of rings are affixed to the asteroid capture bag, helping the astronaut carefully navigate the surface. Image Credit: NASA) 



(ARM 설명 동영상) 


 ARM 은 지구에 근접하는 아주 작은 소행성을 위에 보이는 것 같은 포획 장치로 포획해서 달 궤도 근방으로 이동시켜 탐사하는 것입니다. 목표는 지구에 충돌할 위험이 있는 소행성을 안전하게 처리함과 동시에 소행성에 대한 과학적 탐사, 그리고 더 나아가서는 미래 소행성 자원 재취까지 염두에 둔 것으로 볼 수 있습니다.


 동영상에서 보듯이 소행성 포획용 우주선 (ARV : Asteroid Redirect Vehicle) 을 발사하는 것은 나사의 차세대 대형 로켓인 SLS (Space Launch System) 입니다. ARV 질량이 큰 바위덩이를 이동시키기 위해서 기존의 화학 로켓 대신 연료 효율이 우수한 이온 추진 로켓을 사용하는 방안이 검토되고 있습니다. 포획을 위한 캡처 백의 크기는 지름 20 미터에 길이 15 미터 급이 제안되고 있는데 대략 8.2 미터 지름의 소행성을 포획할 수 있을 것으로 보입니다. 이 정도 크기의 바위 덩이라면 사실 수백톤 이상의 질량을 가지기 때문에 이의 궤도를 변경시킬 수 있는 추진장치는 역대 최대급이 되어야 합니다. 




(오리온 우주선과 ARV 의 모습  Image Credit: NASA)  


 현재 제안되고 있는 ARV 의 제원은

 - Dry Mass : 3950 kg
 - Propulsion : 40 kW, 3000-s Hall thruster-based SEP  with four 10 kW thrusters  plus one spare
 - Propellant  : 12 t Xenon 
 - Power : 50 kW ROSA 혹은 MegaFlex solar arrays


 입니다. 즉 두개의 대형 태양전지를 이용해서 전력을 공급하고 이 전력으로 40 kW 급 이온 추진 엔진에 동력을 제공한다는 것입니다. 이 방식은 태양에너지를 이용해서 추전력을 얻기 때문에 SEP (Solar Electric Propulsion) 이라고도 부릅니다.  


 화학 반응 대신 이온을 가속시켜 추진력을 얻는 이온 로켓은 이미 나사의 여러 탐사선에 사용되고 있는데 대표적인 우주선이 던 (Dawn) 탐사선입니다. 던 탐사선은 연료로 0.43 톤의 제논 (Xenon) 을 필요로 하는 반면 ARV 는 최대 12 톤이나 되는 제논이 필요한데 이는 물론 엄청나게 질량이 큰 소행성을 이동시켜야 하기 때문입니다.


 소행성을 원하는 목적지에 이동시키면 오리온 우주선이 여기에 접근해서 랑데뷰해 여러가지 탐사를 진행하고 샘플을 지구로 가져오게 됩니다. 소행성 자체는 달 주변 궤도에서 지구를 공전하게 되며 이후의 탐사에서 사용될 수도 있고 다른 용도로 이용될 수 있습니다. 필요에 따라서는 지구 - 달 라그랑주 점으로 이동시킬 수도 있겠죠. 아마도 미래에는 이런 소행성에서 중요한 자원을 채취하는 날도 올지 모릅니다.  


 ARM 이 성공하기 위해서는 현재 나사가 개발 중인 오리온 우주선과 SLS 가 성공적으로 진행되어야 합니다. 그리고 추가로 26 억 달러에 달하는 예산이 ARM 에 투자될 수 있어야 합니다. 물론 프로젝트가 진행됨에 따라 코스트 상승에 직면할 수 있을 것입니다. 따라서 ARM 이 성공적으로 진행되어 2020 년대에 인류가 소행성을 포획해서 원하는 장소로 이동시킬 수 있을지는 두고봐야 알 수 있습니다. 


 일단 이 임무에 적당한 소행성을 찾는 것도 보통 어려운 일이 아니라고 합니다. 나사의 과학자들은 대략 6 - 12 미터급의 작은 소행성들이 매년 수십개씩 지구 달 궤도 사이를 지난다고 보고 있습니다. 다만 이 정도 작은 소행성을 100% 찾아내지는 못하고 있습니다. 나사는 역설적으로 거대한 전파 망원경과 대형 망원경을 동원해서 이런 작은 소행성들을 찾기 위해서 노력하고 있습니다. 


 개인적으로는 이제 기술적으로 소행성을 포획할 만한 수준에 도달하지 않았나 하는 생각입니다. 다만 실제로 그것이 가능하기 위해서는 역시 충분한 예산이 지원될 수 있어야 겠죠. 과연 나사의 야심찬 계획이 예산 삭감에서 살아남아 성공하게 될지 궁금합니다.   



 참고 







라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

사막에서 식물을 재배하는 온실 Ecodome

 지구 기후가 변해가면서 일부 지역에서는 비가 더 많이 내리지만 반대로 비가 적게 내리는 지역도 생기고 있습니다. 일부 아프리카 개도국에서는 이에 더해서 인구 증가로 인해 식량과 물이 모두 크게 부족한 현상이 지속되고 있습니다. 이를 해결하기 위한 여러 가지 아이디어들이 나오고 있는데, 그 중 하나가 사막 온실입니다.   사막에 온실을 건설한다는 아이디어는 이상해 보이지만, 실제로는 다양한 사막 온실이 식물재배를 위해서 시도되고 있습니다. 사막 온실의 아이디어는 낮과 밤의 일교차가 큰 사막 환경에서 작물을 재배함과 동시에 물이 증발해서 사라지는 것을 막는데 그 중요한 이유가 있습니다.   사막화가 진행 중인 에티오피아의 곤다르 대학( University of Gondar's Faculty of Agriculture )의 연구자들은 사막 온실과 이슬을 모으는 장치를 결합한 독특한 사막 온실을 공개했습니다. 이들은 이를 에코돔( Ecodome )이라고 명명했는데, 아직 프로토타입을 건설한 것은 아니지만 그 컨셉을 공개하고 개발에 착수했다고 합니다.   원리는 간단합니다. 사막에 건설된 온실안에서 작물을 키움니다. 이 작물은 광합성을 하면서 수증기를 밖으로 내보네게 되지만, 온실 때문에 이 수증기를 달아나지 못하고 갖히게 됩니다. 밤이 되면 이 수증기는 다시 응결됩니다. 그리고 동시에 에코돔의 가장 위에 있는 부분이 열리면서 여기로 찬 공기가 들어와 외부 공기에 있는 수증기가 응결되어 에코돔 내부로 들어옵니다. 그렇게 얻은 물은 식수는 물론 식물 재배 모두에 사용 가능합니다.  (에코돔의 컨셉.  출처 : Roots Up)   (동영상)   이 컨셉은 마치 사막 온실과 이슬을 모으는 담수 장치를 합쳐놓은 것이라고 말할 수 있습니다. 물론 실제로도 잘 작동할지는 직접 테스트를 해봐야 알 수...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기