이원영 기자
영화 아마겟돈은 지구에 충돌할 것 같은 소행성 내부에 핵폭탄을 설치해 폭발로 궤도를 바꾸는 미션에 도전하는 주인공 모습을 그렸다. 미국 연구팀이 발표한 논문에선 실제로 이런 소행성을 핵무기로 폭파하는 해결책이 지구 멸망을 피하는데 유효하다고 밝히고 있다.
소행성이 지구에 충돌할 때 막대한 피해를 일으킬 수 있기 때문에 미항공우주국 나사(NASA) 등은 지구에 접근하는 지구 접근 천체를 관측하고 충돌 위험이 있는지 조사하고 있다. 또 나사는 지구 접근 천체에 우주선을 부딪쳐 궤도를 바꾸는 DART라는 미션에 임하고 있어 2021년 11월 23일 DART 실험기를 발사 직경 160m 다모호스라는 소행성에 충돌시키는 실험을 계획하고 있다.
보통 충돌까지 10년 이상 시간이 남아있는 소행성은 조금씩 운동 에너지를 추가로 궤도를 비켜 지구와 충돌하는 과정에서 분리시키는 솔루션이 권장되고 있다. 하지만 충돌할 가능성이 있는 모든 소행성이 지구에서 멀리 떨어져 있는 단계에서 검출할 수 있는 건 아니며 당초 계획이 실패할 가능성도 있다. 존스홉킨스대학 물리학 연구팀은 지구에 충돌할 것 같은 천체 중에서도 충돌 해결 시간이 별로 남아 있지 않은 것에 대한 대응에 초점을 두고 연구를 실시했다.
연구팀은 직경 100m 소행성이 지구에 접근하는 궤도를 5가지 패턴으로 상정하고 소행성 표면에서 몇m 떨어진 곳에 설치한 1메가톤 규모 핵폭탄을 폭발시켜 지구에 피해를 얼마나 줄일 수 있는지 시뮬레이션했다. 이번에는 충돌 일주일 전에서 6개월 전 다른 시간 범위에서 시뮬레이션을 실시해 지구에 오는 피해 시간적 유예가 얼마나 변화하는지 조사했다.
영상은 소행성 표면에서 핵폭탄을 폭발시키는 시뮬레이션 모습을 볼 수 있다. 백색 반점이 소행성으로 표면에서 핵폭발이 일어나면 소행성을 구성하는 암석이 부서져 우주 공간으로 튀어나간다. 결국 소행성은 산산조각이 난다. 소행성에 핵폭탄을 폭발시킨 뒤 미세한 파편이 어디에 도달하는지 파악하기 위해 연구팀은 모델링 도구(Spheral)를 이용해 중력과 기타 힘으로 파편이 도달하는 위치를 확인했다.
시뮬레이션 결과 지구에 충돌하기 2개월 전 폭발시키면 지구에 쏟아지는 질량은 0.1%까지 감소하는 걸 발견했다. 소행성 질량이 더 커질 폭발에 의한 분산 속도는 줄지만 6개월 전 폭발시키면 지구에 충돌하는 질량은 1%까지 줄일 수 있다고 한다.
연구팀은 이번 연구는 지구에 접근하는 위험한 소행성을 파괴한 결과와 요구 사항을 이해하는데 중요하다고 주장하고 있다. 지구에 충돌할 운명에 있는 천체를 발견했지만 궤도를 바꾸기 쉽지 않다면 남은 최선의 선택은 이를 완전히 파괴하는 것이라고 밝히고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이석원 기자
정용환 기자
