태양계 이야기 1030 - 소행성의 미세 중력을 측정하는 GRASS

(Artist's concept of Juventas deploying its two CubeSats. Credit: ESA)

(The GRASS gravimeter. Credit: ESA/S. Blair)

2022년 9월 26일 소행성 디모포스 (Dimorphos)에 충돌한 나사의 DART는 이 작은 위성의 공전 주기를 예상보다 큰 32분이나 바꿔 놓았습니다. 하지만 소행성 충돌은 이 계획의 첫 단계에 불과합니다. 소행성이 충돌 후 어떤 변화를 겪는지 상세히 관측하기 위해 유럽 우주국 (ESA)는 2026년 헤라 탐사선을 디모포스와 디디모스에 보낼 예정입니다.

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헤라 역시 최근 트랜드인 미니 위성인 큐브셋 (CubeSat)을 탑재해 소행성을 다각도에서 관측합니다. 이 가운데 소행성의 미세한 중력을 측정하는 큐브셋인 바로 유벤타스 (Juventas)입니다. 청춘의 여신의 이름을 딴 이 큐브셋은 벨기에 왕립 천문대 Royal Observatory of Belgium (ROB)와 스페인의 EMXYS사가 협력해서 개발한 것으로 내부에는 극도로 민감한 중력계인 GRAvimeter for small Solar System bodies (GRASS)가 탑재되어 있습니다.

GRASS는 지구 중력의 100만분의 1에 불과한 소행성의 중력을 측정해 내부 구조에 대한 결정적인 정보를 제공할 것으로 기대됩니다. 사실 중력의 미세한 변화는 지구에서도 자원 탐사나 지질 연구에 많이 사용되고 있습니다. 눈으로 봤을 때는 차이가 없는 지형이라도 내부에 밀도가 높은 물질이 있는 경우 질량이 많아 중력이 더 강해지고 밀도가 낮으면 반대로 약해지기 때문입니다.

같은 원리로 GRASS로 측정한 중력 분포 역시 소행성의 내부 구조와 구성 물질에 대한 중요한 정보를 제공할 것으로 기대됩니다. 다만 피라미드 정도 질량을 지닌 소행성의 중력이 매우 약하기 때문에 이렇게 약한 중력 차이를 측정하는 것이 새로운 도전이 될 것으로 보입니다. 과연 성공할 수 있을지 결과가 주목됩니다.

참고

https://newatlas.com/space/esa-tests-tiny-instrument-measure-asteroids-tiny-gravity/

https://en.wikipedia.org/wiki/Hera_(space_mission)

https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/Instrument_to_measure_asteroid_gravity_tested_for_space

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