4.9톤 스페이스X 로켓, 달에 '쾅'…韓 궤도선 다누리가 포착

(서울=뉴스1) 김민수 기자 = 토종 달 궤도선 다누리가 4.9톤짜리 스페이스X 로켓 상단부의 달 표면 충돌 직전과 직후의 모습을 포착했다.

충돌 시각과 위치, 물체의 질량과 속도가 미리 알려진 상태에서 전후 모습을 연속 촬영한 만큼 새로 생긴 충돌구의 크기와 달 표면 물질이 퍼져나간 양상을 정밀하게 분석할 수 있을 것으로 보인다.

우주항공청은 다누리가 지난 5일 오후 3시 34분 달의 '아인슈타인 분화구' 인근에 충돌한 스페이스X 팰컨9 로켓 상단부의 흔적을 촬영했다고 6일 밝혔다.

다누리는 충돌 약 30분 전인 오후 3시1분 첫 촬영에 나섰다. 충돌 이후에는 같은 지역을 7차례 추가로 촬영해 총 8차례의 관측 자료를 확보했다. 촬영은 6일 오전 7시쯤 끝났다.

공개된 전후 사진에서는 충돌 이전에 없던 어두운 흔적이 새로 나타난 모습이 확인된다. 우주항공청은 충돌 지점 인근의 지형 변화와 달 표면의 먼지·암석 조각인 분출물이 퍼진 흔적도 관측됐다고 설명했다.

다누리는 지난달 9일에도 충돌 예상 지역을 두 차례 촬영해 비교 기준이 될 자료를 확보했다. 충돌 전 사진과 직후 사진을 겹쳐 보면 원래 있던 분화구와 새로 생긴 흔적을 구분할 수 있다.

달 표면은 기존 분화구와 명암이 뒤섞여 있어 충돌 후 사진 한 장만으로는 새 흔적을 가려내기 어렵지만, 전후 사진을 비교하면 로켓 충돌로 달라진 부분만 따로 떼어낼 수 있다.

이번에 충돌한 물체는 미국 우주기업 파이어플라이 에어로스페이스의 달 착륙선 '블루고스트' 등을 실어 나른 팰컨9 발사체의 상단부다.

임무를 마친 뒤 궤도를 벗어날 만큼 추진제가 남아 있지 않아 지구와 달의 중력이 복잡하게 작용하는 궤도를 떠돌다 달과 충돌하는 경로에 들어섰다.

질량은 약 4.9톤, 충돌 속도는 초속 2.43㎞로 추정됐다. 시속으로 환산하면 약 8750㎞다. 충돌 과정에서 TNT 약 3톤에 해당하는 에너지가 방출돼 지름 20~30m 규모의 충돌구가 생길 것으로 예상됐다.

다만 달에는 지구처럼 두꺼운 대기가 없어 지상 폭발과 같은 충격파는 발생하지 않는다. 로켓 상단부도 대기와 마찰하며 타버리지 않고 빠른 속도를 유지한 채 달 표면에 그대로 부딪혔다.

다누리는 충돌 지점에서 약 340~350㎞ 떨어진 상공을 지나며 고해상도카메라(LUTI)로 표면을 촬영했다. 우주항공청은 이를 서울 상공 150㎞에서 초속 1.5㎞로 이동하면서 부산에서 벌어진 충돌을 찍는 상황에 빗댔다.

빠르게 움직이는 궤도선의 자세와 궤도를 조정해 수백㎞ 밖의 좁은 지점을 정확한 시각에 겨냥해야 했다는 의미다. 고해상도카메라는 달 표면을 화소당 약 5m 수준으로 관측할 수 있다.

광시야편광카메라(PolCam)도 같은 지역을 함께 촬영했다. 이 카메라는 표면에서 반사되는 빛의 편광 특성을 측정해 달 표면 입자의 크기와 밀도, 분출물의 확산 범위 등을 추정하는 데 쓰인다.

미국 항공우주국(NASA)의 달 정찰궤도선(LRO)도 충돌 지역을 후속 관측할 예정이다. 다누리가 먼저 확보한 자료는 NASA가 촬영 위치와 시점을 정하는 데 활용된다.

우주항공청과 관련 연구기관은 다누리 자료를 분석해 충돌구의 정확한 크기와 형태, 분출물의 분포, 달 표면의 반사·편광 특성이 어떻게 달라졌는지 확인할 계획이다.

충돌체의 질량과 속도, 충돌 시각과 위치가 알려져 있어 관측 결과를 자연 운석이 만든 충돌구와 비교하는 기준자료로도 활용할 수 있다. 운석의 크기와 속도를 알기 어려운 자연 충돌과 달리, 이번에는 입력 조건을 상당 부분 알고 있기 때문이다.

오태석 우주항공청장은 "다누리가 달 궤도에서 인공물 충돌 전후 장면을 포착한 것은 궤도 제어와 임무 운용 능력 등을 포함한 우리나라의 달 탐사 관측 능력을 입증하는 중요한 성과"라며, "이번 관측으로 확보한 자료는 향후 달 연구와 우주 탐사 전략을 넓히는 중요한 기반이 될 것"이라고 밝혔다.

kxmxs4104@news1.kr