日우주 탐사선, 3억km 떨어진 ‘소행성 비밀’ 갖고 온다

‘탄소질 소행성’서 채취한 시료
6일 호주 남부 사막에 낙하 예정
태양계-생명체 기원 탐구 기대

일본우주항공연구개발기구(JAXA)가 개발한 소행성 탐사선 ‘하야부사2’는 탄소질 소행성 류구의 시료를 지구로 전달한다. JAXA 제공

지구에서 약 3억 km 떨어진 탄소질 소행성 ‘류구’의 표본이 한국 시간으로 6일 오전 2∼3시경 지구에 도착한다. 탄소질 소행성의 시료가 지구로 오는 것은 이번이 처음이다.

일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 류구를 탐사하기 위해 개발된 소행성 탐사선 ‘하야부사2’에 실린 캡슐이 6일 호주 남부 우메라 사막에 도착한다고 밝혔다. 캡슐에는 류구의 시료 100mg이 담겼다. 탄소질 소행성에는 유기물과 물을 함유한 광물이 존재할 것으로 예측돼 류구의 시료를 분석하면 태양계 초기 환경과 생명체의 기원을 탐구할 수 있다.

캡슐 배달을 맡은 하야부사2는 지구 상공 22만 km에서 캡슐을 떨어뜨리고 바로 다른 소행성 탐사에 나선다. 하야부사2는 JAXA가 규소질 소행성 ‘이토카와’ 탐사를 위해 개발한 탐사선 ‘하야부사’를 토대로 자세 제어 장치, 통신 장비, 엔진의 성능을 개선한 탐사선이다. 소행성 표면 아래에 있는 시료를 채취할 수 있는 충돌 장치를 추가로 탑재한 게 특징이다.

하야부사2는 2014년 12월 3일 일본 다네가시마 우주센터에서 H-IIA 발사체에 실려 발사됐다. 발사 이후 6년 동안 하야부사2가 비행한 거리는 총 52억 km가 넘는다.

캡슐이 무사히 도착하면 하야부사2는 탄소질 소행성의 시료를 지구로 보낸 최초의 탐사선에 이름을 올린다. 현재까지 밝혀진 소행성의 70% 이상이 탄소질 소행성이지만 아직까지 탄소질 소행성의 시료를 채취한 적은 없다.

류구는 모양이 정육면체와 비슷하고 평균 폭이 약 850m인 탄소질 소행성으로, 474일 주기로 지구와 화성 사이의 궤도를 돌고 있다. 하야부사2는 2019년 2월 22일 류구의 표면에 착륙했다. 당초 2018년 말에 착륙할 계획이었으나 류구의 표면을 정밀 관찰한 결과 예상보다 자갈과 암석이 많았고 착륙 장소를 찾는 데 시간이 소요됐다. JAXA는 류구 표면에 있는 암석 1만여 개의 크기를 측량했고, 적도 근처의 장소(L08E1)를 최종 착륙 지점으로 선정했다. 이로써 하야부사2는 탄소질 소행성에 착륙한 최초의 소행성 탐사선이 됐다. 소행성은 태양계 우주 공간에서 발생하는 태양풍과 우주방사선의 영향을 받아 표면의 성분이나 모양이 처음 형성됐을 당시 모습과 다를 가능성이 있다. 이 때문에 표면 안쪽 시료를 분석하면 태양계가 생성됐을 당시 환경을 좀 더 잘 이해할 수 있다. 하야부사2는 2019년 7월 11일 첫 번째 착륙 장소에서 자리를 옮긴 후 류구의 표면 아래 있는 시료 채취를 위해 화약이 들어 있는 충돌 장치를 폭발시켜 작은 크레이터를 만들고 시료를 채취했다.

세계 최초인 기록이 하나 더 있다. 하야부사2는 ‘미네르바-II’와 ‘마스코트’라는 이름의 탐사차(로버)를 각각 2018년 9월 21일과 10월 3일 류구 표면에 성공적으로 착륙시켰다. 인류가 소행성에 탐사차를 착륙시킨 최초의 사례다. 마스코트의 경우 소행성 류구의 표면에 성공적으로 착륙해 약 17시간 동안 탐사 임무를 수행했다.

JAXA는 스마트폰 애플리케이션을 통해 하야부사2가 떨어뜨린 캡슐의 낙하 궤적과 캡슐 도착까지 남은 시간, 방향 등을 증강현실(AR)로 상세하게 안내할 예정이다. JAXA 예측에 따르면 캡슐은 지구 대기권에 진입한 뒤 약 90초 동안 금성보다 100배 정도 밝을 것으로 예측했다. 애플스토어에서 ‘Reentry AR’를 검색하면 앱을 내려받을 수 있다.

김우현 동아사이언스 기자 mnchoo@donga.com