(Asteroid moonlet Dimorphos as seen by the DART spacecraft 11 seconds before impact. DART’s onboard DRACO imager captured this image from a distance of 42 miles (68 kilometers). This image was the last to contain all of Dimorphos in the field of view. Dimorphos is roughly 525 feet (160 meters) in length. Dimorphos’ north is toward the top of the image.
Credit: NASA/Johns Hopkins APL - https://www.nasa.gov/feature/dart-s-final-images-prior-to-impact)
나사의 DART 탐사선은 4년 전 소행성 디디모스의 위성인 디모르포스에 충돌하는 실험을 진행했습니다. 이 실험 결과 디모르포스는 디디모스 주변을 더 작은 궤도에서 더 빠르게 공전하고 있습니다. 더욱 중요한 사실은 이 궤도 변화가 디디모스의 공전 주기에도 영향을 미치고 있다는 점입니다.
기본적으로 DART의 충돌체의 무게는 500kg 정도로 소행성에 비해 매우 작지만, 초속 6.6 km의 상대속도로 충돌하면서 큰 충격 에너지를 전달했습니다. 그 결과 디모르포스에서 1000톤 정도의 파편이 튀어나온 것으로 생각되며 당초 예상보다 큰 궤도 변경이 일어났습니다. 충돌 2주 뒤 디모르포스의 공전 주기는 11시간 55분에서 11시간 23분으로 줄어들었습니다.
당연히 이런 공전 주기 및 궤도 변화는 두 소행성의 질량 중심점을 옮기기 때문에 태양 주변을 도는 공전 궤도에도 변화가 일어나게 됩니다. 하지만 사실 그 변화는 매우 미미해서 쉽게 관측할 수 없습니다.
일리노이 대학의 라힐 마카디아 (Rahil Makadia)가 이끄는 연구팀은 이를 측정하기 위해 소행성이 별 앞을 지나가면서 1초도 안 되는 시간 동안 별빛이 어두워지는 현상인 항성 엄폐를 추적하여 소행성의 위치, 속도, 모양에 대한 매우 정밀한 측정값을 얻었습니다.
그 결과 디디모스의 공전 주기는 단 0.15초 변한 것으로 나타났습니다. 매우 적은 값이긴 하지만 디디모스가 질량 5억 톤이 넘는 소행성인점을 생각하면 500kg 충돌체를 위성에 충돌시켜 상당한 변화를 만든 셈입니다. 사실 태양 주변을 공전하는 속도를 생각할 때 궤도상에서 0.15초 차이도 누적되면 상당한 차이를 만들 수 있습니다. 예를 들어 지구의 경우 태양 주위를 시속 10,700km의 속도로 이동하기 때문에 .0.15초면 수백m에 달하는데 오랜 시간 누적되면 궤도상에서 지나가는 시간이 꽤 차이날 수 있습니다 .
이번 연구는 소형 충돌체로 소헹성 궤도를 실제로 변경할 수 있다는 점을 확인했습니다. 다만 소행성 궤도를 무작위가 아니라 원하는 방향으로 조절하려면 새로운 방법이 필요할 수 있습니다. 앞으로 오떤 방법이 소행성 궤도 변경을 위해 시도될 수 있을지 궁금합니다.
참고
NASA's DART test for planetary defense proved it can shift an asteroid's solar orbit (phys.org)
Rahil Makadia, Direct detection of an asteroid's heliocentric deflection: The Didymos system after DART, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aea4259. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea4259
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