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“태양계 비밀 푼다”…24일 지구로 떨어지는 소행성 샘플

 

 

 

 <소행성 '베누'에서 샘플을 채취하는 탐사선 '오시리스-렉스' 상상도. 사진=미 항공우주국(NASA)>

 

 
 

 <소행성 '베누' 크기. 미국 엠파이어스테이트 빌딩과 프랑스 에펠탑보다 좀 더 크다. 사진=미 항공우주국(NASA)>

 

미 항공우주국(NASA; 이하 나사)의 탐사선이 사상 처음으로 우주에서 채취한 소행성 샘플을 지구에 가져온다.

21일(현지시간) 미국 우주항공전문매체 스페이스닷컴에 따르면, 나사의 소행성 탐사선 '오시리스-렉스'(OSIRIS-REX)는 소행성 '베누' 표면에서 채취한 시료를 24일 미국 서부 사막에 떨어뜨릴 계획이다.

나사의 첫 번째 소행성 탐사선인 오시리스 렉스는 지난 2016년 9월 8일 미국 플로리다주의 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 발사됐다.

2년의 오랜 여행 끝에 2018년 8월, 오시리스 렉스는 소행성 베누와 상봉했다. 다시 또 2년간 궤도를 돌며 베누의 표면을 스캔하고, 지도를 완성시켰고 2020년 10월 '터치앤드고(TAG)' 기동을 수행하며 베누에 안착했다.

소행성에 서서히 접촉한 탐사선은 베누 표면에서 무사히 시료를 채취했다. 나사의 목표치인 60g을 훌쩍 뛰어넘는 약 248g의 샘플이다.

 

 

 <소행성 탐사선 '오시리스 렉스'의 소행성 '베누' 샘플 지구 송환 과정 애니메이션. 사진=미 항공우주국(NASA)>

 

이제 7년 여 간의 여정에서 가장 중요하고, 가장 어려운 단계를 코앞에 남겨두고 있다. 바로 '샘플 귀환'이다. 지난 6개월 간 오시리스 렉스 전담팀은 지구로 시료를 떨어뜨리고 회수하는 일련의 과정을 모두 연습했다.

탐사선은 베누에서 시료를 채취하고 지구로 돌아오는 2년 4개월 간의 시간 동안 '저전력 모드' 상태를 유지해 왔다. 하지만 시료가 담긴 컨테이너가 여러 방해요소가 가득한 지구의 대기권을 통과할 예정이기 때문에 섬세한 작업을 위해서 여러 시스템을 깨울 예정이다.

24일 아침 전원이 공급되면, 탐사선은 캡슐을 쏘아내기 적합한 궤도와 방향으로 정렬한다. 아주 약간만 틀어져서 지구를 빗겨 나가기 때문에 정확하게 정렬하는 것이 중요하다. 정렬이 완벽하게 마무리되면 우주선은 샘플은 지구로 발사한다.

 

<소행성 탐사선 '오시리스 렉스'의 소행성 '베누' 샘플 지구 송환 과정 애니메이션. 사진=미 항공우주국(NASA)> 

 

 

 

<소행성 탐사선 '오시리스 렉스'의 소행성 '베누' 샘플 지구 송환 과정 애니메이션. 사진=미 항공우주국(NASA)>

 

샘플은 한국 시각으로 이날 오후 7시 42분, 지구에서 10만 1300km 떨어진 곳을 지나며 단독 하강하기 시작한다. 이 때 탐사선은 새로운 임무 목표를 향해 추진기 연소를 시작하고 자리를 떠난다.

4시간 후, 베누 샘플이 탑재된 귀환 캡슐은 지구 대기 상층부에 도달한다. 이 때 속도는 시속 4만 3450km에 달한다. 캡슐의 표면은 대기중 마찰열을 견디고 캡슐이 느리게 떨어질 수 있도록 설계됐다. 엄청난 마찰열로 불타오르는 상태이며, 지구 중력의 32배에 달하는 힘이 캡슐에 가해진다.

 

 

 <소행성 탐사선 '오시리스 렉스'의 소행성 '베누' 샘플 지구 송환 과정 애니메이션. 사진=미 항공우주국(NASA)>

 

 

 <소행성 탐사선 '오시리스 렉스'의 소행성 '베누' 샘플 지구 송환 과정 애니메이션. 사진=미 항공우주국(NASA)>

 

약 2분 후에는 캡슐에 가해지는 힘이 지구 중력의 약 1.4배로 줄어들게 된다. 이때 제동낙하산(감속을 위한 소형 보조 낙하산)이 펼쳐지면서 극초음속에 달하던 속도를 비행기정도의 아음속(마하 0.5~0.7)으로 늦춘다.

한국 시간으로는 25일 새벽 1시 46분께 유타주 시험훈련장 상공 16km에 진입한다. 이 때부터는 레이저로 캡슐을 추적할 수 있으며, 예상 하강 위치와 최종 착륙 위치를 10m 이내로 추적할 수 있다.

캡슐이 지상 1.6km에 도달하면 주 낙하산이 전개된다. 가로 58km 세로 14km의 예상 범위안에 들어가 사막에 부드럽게 안착하는 것이 목표다. 예상 착륙 시간은 한국 기준 25일 새벽 1시 55분이다.

계획대로 안착했다고 끝나는 것은 아니다. 표면이 오염됐을 가능성이 있기 때문에 이동식 클린룸에 담겨 텍사스 휴스턴에 있는 나사 존슨 우주센터로 이동한다. 여기서 캡슐의 껍질을 오염없이 제거해야 임무가 끝난다.

존슨 우주 센터 관계자는 “베누 샘플 4분의 1은 오시리스 렉스 전담팀에게 남을 것”이라며 “나머지는 앞으로 수십 년 동안 연구될 것이다”라고 전했다.

2023-09-23 
전자신문인터넷 서희원 기자

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