(ARM 로봇 탐사선. 출처: 나사)
나사가 계획 중인 소행성 궤도 변경 임무 (ARM, Asteroid Redirection Mission)의 첫 번째 실행일자가 2021년 12월로 정해졌습니다. 물론 시간이 아직 많이 남은 만큼 변경의 여지는 있기는 하지만 첫 번째 무인 탐사 임무가 일단 5년 후에는 실제로 진행될 수 있을 것으로 보입니다. 그러나 이전에 전해드린 것처럼 유인 임무는 다소 연기되어 2026년에나 인류가 소행성에 직접 도달할 수 있을 것으로 보입니다. 세계 최고의 기술력을 지닌 나사로써도 인류를 달 궤도 너머로 보내는 일은 신중할 수밖에 없기 때문이겠죠.
ARM 계획은 작은 소행성을 직접 포획하거나 혹은 이보다 큰 소행성 표면에서 큰 덩어리나 바위를 포획하는 것을 목표로 하고 있습니다. 그런데 작은 소행성이라도 전체를 포획하는 것은 쉽지 않다고 판단해서 결국 임무는 전체가 아닌 부분 포획으로 변경되었습니다. 나사의 목표는 적어도 수 톤 정도의 큰 바위를 포획한 후 이를 탐사하는 것입니다.
이는 앞으로 우주 자원 채취는 물론 소행성의 중요한 성질을 연구하는 데 도움을 줄 것입니다. 이번 임무에서 목표로 하는 소행성은 아직 확정되지 않았으나, 소행성 2008 EV5 를 레퍼런스로 삼아 비슷한 목표를 정할 예정이라고 합니다. 탐사 목표가 되는 작은 지구 근접 소행성들은 갑자기 발견되기도 하는데다 과학적으로 가장 가치가 높은 목표를 정해야 하기 때문에 바로 결정하지 않고 몇 년의 시간을 두고 결정한다는 복안입니다.
(In the Robotics Operation Center at NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, an engineering development unit of the robotic capture system is tested at full scale.
Credits: NASA)
(In the Spacecraft Structures Lab at NASA’s Langley Research Center, Asteroid Redirect Mission robotic contact and restraint system is prototyped and tested.
Credits: NASA)
(동영상)
탐사의 목표가 되는 소행성은 C 형 (carbonaceous) 소행성으로 탄소, 유기물, 물 등이 풍부한 소행성입니다. 여기에는 태양계 초기의 환경과 지구 생명체 탄생에 중요한 역할을 한 물질들이 존재할 가능성이 있습니다. 더 나아가 이번 탐사는 지구 근접 소행성을 상세히 분석할 수 있는 기회로 만약에 지구에 충돌할 가능성이 있는 소행성이 있다면 이를 사전에 저지할 방법을 찾을 수 있을 것입니다.
ARM 로봇 임무에서는 전에 언급한 것처럼 중력 견인(gravity tractor) 컨셉을 테스트할 예정입니다. 일단 소행성 표면에서 물질을 일부 들어내므로써 미세하게 궤도를 바꾸고 더 나아가 중력으로 소행성의 궤도를 일부 수정하는 것이죠. 이를 통해 위험한 소행성의 궤도를 수정하고 특정 소행성을 원하는 궤도로 이동시킬 수 있습니다. 이는 미래 우주 광산업의 현실적인 대안을 제시할 것입니다.
(Before beginning its trip to lunar orbit, the ARM spacecraft will demonstrate a widely supported asteroid deflection technique called a gravity tractor. The spacecraft plus the mass of the captured boulder will create a small gravitational attraction to alter the orbit of the large asteroid.
Credits: NASA)
ARM 임무에서 가장 중요한 포인트 가운데 하나는 강력한 태양 전지 - 이온 로켓의 테스트입니다. 과거 던 탐사선처럼 태양 전지로 작동하는 이온 로켓이 실제 우주 탐사에 사용된 적은 있지만, ARM 임무에서는 훨씬 강력하고 정교한 이온 로켓이 테스트됩니다. 이는 미래 화성 유인 탐사까지 염두에 둔 엔진이라고 할 수 있습니다.
이런 새로운 기술적인 시도를 성공시키기 위해서 나사는 여러 부분에서 개발을 진행 중에 있습니다. 새로운 기술적 시도가 많은 만큼 사실 2021년이라는 시간도 많이 남았다고 보기는 어려워보입니다. 연기되지 않으려면 지금 꾸준한 개발이 필요합니다.
ARM 임무의 비용은 우주선 자체만 12.5억 달러에서 14억 달러 수준입니다. 발사는 현재 개발 중인 SLS를 염두에 두고 있어서 실제 전체 비용은 이보다 훨씬 클 것입니다. 강력한 이온 엔진, 중력 견인이나 소행성 물질 대량 채취 등 새로운 기술이 성공을 거둘 수 있을지 관심이 집중되고 있습니다. 성공한다면 나사와 미국의 과학기술력을 한 단계 끌어올린 쾌거가 될 것 같습니다.
참고
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