[과학을 읽다]우주 노다지 발견…소행성 골드러시

소행성 중력 약해 파편 발생…정지궤도 위성 등 위협

▲민간 우주 채광업체들은 2020년에 소행성에서 금속을 캐낼 계획을 발표했다.[사진제공=NASA]

[아시아경제 정종오 기자] '골드 러시(Gold Rush)'를 아시는지요. 금이 발견된 지역에 사람들이 한꺼번에 몰려드는 것을 말합니다. 19세기 아르헨티나, 브라질, 캐나다, 미국 등에서 이런 현상이 일어났습니다. 사람들이 일시적으로 몰려드니 이주민들을 위한 주택이 만들어지고 거대한 문화가 형성됐죠. 이에 따른 문제점도 많이 불거졌습니다. 금을 둘러싼 분쟁은 물론 노동자들에게 대한 착취 현상 등도 일어났죠. 한때 지구촌을 떠들썩하게 했던 현상을 말합니다.

이 같은 일이 앞으로 우주에서 펼쳐질 것으로 예상됩니다. '소행성 러시(Asteroid Rush)' 현상이 일어날 것으로 보입니다. 미국 항공우주국(NASA)은 현재 ARM(Asteroid Redirect Mission, 소행성궤도수정임무) 프로젝트를 추진하고 있습니다. ARM의 목적은 간단합니다. 탐사선을 지구 근접 소행성에 보내 착륙시킵니다. 이어 소행성 지표면에서 샘플을 채취하는 과정으로 이어집니다. 여기에 이 소행성 궤도를 달 궤도로 옮겨 안정적 궤도로 묶어 두겠다는 것이 목적입니다. 이 과정에서 큰 문제가 발생할 수 있다는 연구 결과가 나와 관심을 모으고 있습니다.

◆소행성 궤도 수정=미국 항공우주국의 ARM 프로젝트는 우주 식민지를 건설하는 징검다리 역할을 하게 될 것으로 분석됩니다. 이번 ARM 계획은 멀리 떨어져 있는 소행성을 지구 근처로 옮겨와 여러 가지 금맥을 캐내겠다는 것을 의미합니다. 소행성은 태양의 초기 탄생비밀을 간직하고 있을 것으로 여겨집니다. 이런 소행성의 구성 성분을 탐험하고 연구하는 것은 인류가 다른 행성으로 가기 위한 하나의 이정표 역할을 합니다.

이런 목적이외에도 소행성에는 여러 가지 금속을 간직하고 있습니다. 금은 물론 플래티넘, 철, 티타늄 등이 있죠. 여기에 생명체를 유지하는 탄소와 산소도 있고 로켓의 연료가 되는 암모니아도 포함하고 있습니다. 그야 말로 우주과학 분야에 있어서 '금광'에 비교될 만 합니다. 나사가 ARM 프로젝트를 통해 소행성을 달 궤도에 안정적으로 끌고 오겠다는 목적도 이 같은 소행성의 가치와 맥을 같이 합니다.

◆중력 약한 소행성, 부스러기들의 탈출=이 같은 나사의 ARM 계획에 비상등이 켜졌습니다. 최근 연구 결과 소행성에서 발생하는 먼지 등 부스러기들이 지구 정지궤도 위성에 심각한 위협을 가할 수 있다는 사실이 드러났기 때문입니다. 소행성의 중력은 매우 약하기 때문에 탐사선이 착륙하거나 착륙해 샘플을 채취하는 과정에서 소행성의 부스러기들이 탈출할 수 있다는 겁니다.

무인이든 유인 탐사선이든 소행성에 착륙하면 주변에 먼지를 일으키게 마련이죠. 안전하게 착륙했다 하더라도 샘플을 거둬들이는 과정에서 부스러기들이 많이 만들어지게 마련입니다. 탈출한 소행성 잔해들이 국방과 통신에 이용되는 정지궤도 위성에 큰 위협이 된다는 것입니다. 정지궤도는 위성은 위도 0°인 적도 3만6000㎞ 상공에 위치하고 있습니다. 정지궤도 위성은 지구의 자전속도와 일치합니다. 이 때문에 통신, 방송 등의 서비스에 이용되고 있죠.

캘리포니아공과대학의 캐시 핸드머 박사 등 연구팀은 최근 관련 연구 결과를 내놓으면서 "소행성에서 나오는 부스러기들로 인해 아주 높은 속도의 충돌이 일어날 수 있다"며 "이는 정지궤도 위성 등에 심각하고 위협적 타격이 될 수 있다"고 지적했습니다.

◆5m 짜리도 가공할 파괴력=연구팀은 '심각한 붕괴'로 표현하면서 이런 가능성에 대한 모델을 제시했는데요. 지름이 약 5m 정도의 소행성이 위성과 부딪히면 완전히 파괴될 것으로 진단했습니다. 물론 지금 당장 이 같은 위험이 존재하는 것은 아닙니다. 현재 지구 상공에는 미국과 러시아, 우리나라 등 수십 개국에 쏘아올린 수없이 많은 위성이 있습니다. 로켓 잔해는 물론 임무를 끝내고 폐기 처분된 위성들도 많은 상황입니다.

미국 항공우주국 측은 "우주 쓰레기의 대부분은 아주 빠른 속도로 움직이기 때문에 상당히 위협적"이라고 진단했습니다. 나사의 한 관계자는 "1㎝ 이상 되는 우주 파편의 경우 국제우주정거장에 심각한 위험을 초래할 수 있다"고 말했습니다. 올해 새로운 추적 시스템을 갖추기 위한 작업에 들어갔는데요. 우주에서는 아주 빠른 속도로 움직이기 때문에 아주 작은 파편이라도 가공할 만한 위력을 보입니다.

핸드머 박사는 "정지 궤도 위성이 심각한 타격을 받기 전에 지금부터 이에 대한 해결책을 찾는 노력이 뒤따라야 한다"고 강조했습니다. 그는 "이 같은 위험에 대한 대책과 양적인 것을 데이터화하고 준비할 수 있는 가능성은 열려 있다"며 "길을 잃고 떠도는 소행성의 파편으로부터 심각한 손해를 방지할 수 있는 사전 조치를 취해야 한다"고 지적했습니다.

◆우주 채광업체, 공감대 형성=이번 연구 결과에 대해 전문가들은 공감대를 형성하고 있습니다. 푸에르토리코에 있는 아레시보 천문대의 마이크 놀란 박사는 "이번 연구 결과는 매우 중요한 문제를 다루고 있다"며 "소행성을 달 궤도에 이끄는 프로젝트에서 어떤 문제가 발생할 수 있는지를 분석한 것이고 그 핵심은 '문제가 되지 않는다'가 아니라 대비책을 마련해야 된다는 데 있다"고 말했습니다.

연구 결과를 두고 우주 채광업체들의 관심은 직접적입니다. 미국 캘리포니아에 있는 딥스페이스 인더스트리(Deep Space Industries)는 2020년대 소행성에서 금속을 캐내겠다고 발표한 업체입니다. 이 업체의 메간 크로포드는 "이번 연구 결과를 아주 심각하게 받아들이고 있다"며 "소행성에서 금속을 캐내는데 있어 지적한 문제를 해결할 수 있는 억제 기술을 이용할 것"이라고 설명했습니다. 가능성 있는 한 가지 방법이 논의되고 있습니다. 소행성에서 채광(採鑛)을 할 때 부스러기나 돌이 중력이 약한 소행성에서 탈출하지 못하도록 장막을 치는 겁니다. 크로포드는 "우리가 채광하는 모든 타킷에는 부스러기들이 탈출하지 못하도록 최소화하고 이를 통해 안전하게 금속을 채취할 것"이라고 강조했습니다.

다가올 우주 채광 시대. 또 다른 위협 앞에 인류의 대책 마련이 시도될 것으로 보입니다. 어떤 대비책이 마련될 지 눈길이 쏠리고 있습니다.