지구와 충돌하는 소행성이 발견된다면 우리는 어떻게 해야 할까요?
"아마겟돈"이나 "딥 임팩트"와 같은 블록버스터 영화 덕분에 대부분의 사람들은 핵무기를 사용해 우주 암석을 산산조각내는 것이 최선의 방법이라고 생각할 수 있습니다. 그러나 이 해결책은 일부 상황에서는 적절할 수 있지만(물론 브루스 윌리스가 탑승한 우주선이 필요하지는 않습니다) 소행성 편향에 핵폭발이 항상 최선의 선택은 아닙니다. 오늘은 소행성을 폭격하면 어떻게 될 지 알아보도록 하겠습니다.
핵폭탄이 소행성에 미치는 영향
소행성 표면 위, 근처 또는 아래에서 폭발이 소행성에 정확히 어떤 영향을 미치는지는 소행성의 특성에 따라 달라집니다. 소행성은 프시케와 같은 밀도가 높은 금속성 소행성부터 베누와 같은 잔해 더미 소행성까지 크기와 구조가 다양합니다.
소행성의 크기와 구성, 핵 장치의 위력에 따라 폭발로 인해 소행성이 산산조각 날 수 있습니다. 파편이 지구를 완전히 빗겨갈지 아니면 동일한 충돌 궤도를 따라 계속 떨어질지는 폭발의 크기, 성분, 위력 등 동일한 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 일부 파편은 대기권에서 타버릴 만큼 작을 수 있지만, 다른 소행성 조각은 여전히 심각한 위협이 될 수 있으며 지구의 넓은 지역에 떨어질 수 있습니다.
다가오는 소행성을 핵폭탄으로 파괴하는 또 다른 방법은 소행성 표면이 아닌 근처에서 핵 장치를 터뜨리는 것입니다. 이렇게 하면 폭발로 인해 소행성 표면의 물질이 기화되어 소멸되어 큰 파편화 없이 소행성의 궤도를 바꿀 수 있는 추력을 생성할 수 있습니다.
핵폭발로 소행성을 파괴하거나 우회시키려는 시도는 사전에 소행성의 구성 성분과 구조, 그리고 하나의 충돌 위협을 여러 개로 바꾸지 않고 효과적으로 소행성을 굴절시키거나 파괴하기 위해 어떤 종류의 힘이 필요한지 파악하기 위해 소행성을 가까이에서 연구하는 임무를 수행해야 할 가능성이 높습니다.
국제 조약 관련 문제
우주에서의 핵무기 사용은 국제 우주 조약에 따라 엄격하게 금지되어 있으며, 그럴 만한 이유가 있습니다. 냉전 시대에 소련과 미국은 강력한 로켓과 핵무기 개발을 위해 경쟁했고, 우주에서 핵무기를 실험하는 데까지 나아갔습니다. 이러한 군비 경쟁에 대응하기 위해 유엔은 우주 조약 초안을 작성했고, 모든 주요 우주 비행 국가가 이에 동의했습니다.
소행성 충돌을 막기 위해 우주로 핵무기를 보내는 것은 전쟁에 핵무기를 사용하는 것과는 분명히 다르지만, 우주에서의 핵무기 사용은 지정학적 긴장을 유발하거나 향후 우주에서의 군사 활동에 나쁜 선례가 될 수 있습니다. 이것이 핵 옵션이 소행성 위협에 대처하는 가장 간단한 방법이 아닌 이유 중 하나입니다.
폭격 외에 다른 옵션
다행히도 핵폭발과 같은 문제를 일으키지 않는 다른 방법으로 소행성을 빗겨갈 수 있는 방법이 있습니다.
한 가지 기술은 저중력 트랙터로, 지구에서 거대한 우주선을 발사하여 소행성을 만나면 우주선 자체의 중력을 이용하여 그 옆을 따라가면서 향후 충돌을 피하기 위해 물체의 경로를 끌어당기는 것입니다. 또 다른 기술은 하나 또는 여러 대의 우주선이 소행성에 접근하여 레이저를 사용하여 암석을 기화시켜 태양 주위를 도는 물체의 경로를 늦추거나 가속하는 제트를 만드는 레이저 제거입니다. 행성학회는 스코틀랜드 스트라스클라이드 대학교의 연구팀과 협력하여 레이저 벌 프로젝트를 통해 이 기술에 대한 초기 실험실 연구를 개발했습니다.
하나 이상의 우주선이 소행성에 충돌하여 소행성의 궤도를 이동시키기 위해 약간의 힘을 가하는 키네틱 임팩터 기술도 있습니다. NASA의 DART(이중 소행성 리디렉션 테스트) 임무는 2022년 9월 우주선이 소행성 디디모스의 작은 위성인 디모포스에 의도적으로 충돌하면서 이 기술의 효과를 입증했습니다. 이 충돌로 디모르포스가 디디모스 궤도를 도는 데 걸리는 시간이 33분 단축되어 운동 임팩터 기술이 소행성의 궤도를 바꾸는 데 효과적이라는 것이 입증되었습니다.
큰 바위를 위한 큰 폭발
DART와 같은 운동 충격기는 대부분의 소행성 크기에 효과적일 수 있지만, 특히 소행성이 지구에 충분히 가까워 궤도를 크게 변경해야 하는 경우, 정말 거대한 우주 암석은 우리가 보낼 수 있는 가장 큰 우주선조차도 충분히 움직이지 못할 수 있습니다. 이런 시나리오에서는 더 거대한 물체에 더 큰 궤도 변화를 줄 수 있는 핵폭발이 필요할 수 있습니다.
다행히도 지구의 경우 큰 소행성은 멀리서도 훨씬 쉽게 발견할 수 있습니다. 연구자들은 태양계에서 가장 큰 소행성의 80% 이상을 발견했으며, 지구와의 충돌 경로에 있는 소행성은 없다고 확신합니다.
최후의 수단
다른 편향 기술이 개발 중이더라도 다가오는 소행성을 가능한 한 빨리 발견하는 것이 매우 중요합니다. 충돌이 예상되기 수년 전에 위협적인 소행성을 발견하면 소행성을 크게 굴절시킬 필요가 없습니다. 소행성이 지구 위치에 도착하는 시간이 단 몇 분만 달라져도 충돌이냐 아슬아슬한 충돌이냐가 결정될 수 있습니다.
소행성 충돌이 예상되기 몇 궤도 전에 소행성에 작은 충격을 주면 충돌을 막을 수 있습니다. 이런 상황에는 DART와 같은 편향 기술이 가장 적합합니다. 그러나 위험한 소행성이 발견되더라도 인류가 어떤 편향 임무를 사용하기로 결정하더라도 이를 제작하고 발사하는 데는 수년이 걸릴 것입니다.
가까운 미래에 지구에 충돌할 소행성을 발견한다면 핵 옵션이 현재로서는 최선일 가능성이 높습니다. 2021년 연구에 따르면 소행성 충돌 최소 2개월 전에 폭 100m(328피트) 소행성 옆에서 핵폭탄을 터뜨리면 소행성 질량의 99.9%를 지구 밖으로 날려버릴 수 있다고 합니다.
현재 소행성의 위협에 대처하기 위해 우리가 할 수 있는 가장 중요한 일은 지구 궤도 근처로 오는 소행성을 찾아서 추적하고 연구하는 것입니다. 하늘에서 위험한 것을 빨리 발견할수록 대처할 수 있는 옵션이 더 많아집니다.