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목성 주변 소행성 탐사선 '루시' 오늘 12년 대장정 올라트로이군 소행성 등 8개 탐사…태양계 행성 기원과 진화 규명
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  • 승인 2021.10.16 12:23 ㅣ 수정 2021.10.16 12:23  
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미국 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 '루시'(Lucy)가 모두 8개의 소행성을 탐사하는 12년간의 대장정에 오른다.

16일(한국시간) 루시호는 오후 6시 34분께 플로리다주 케이프 커내버럴 우주군기지 제41우주발사장에서 아틀라스5호 로켓에 실려 우주로 나간다.

루시호는 2025년 4월 화성과 목성 사이 소행성대에 있는 소행성을 근접해 지나가며 첫 임무를 수행한 뒤 2027년 8월부터 인류 최초로 목성과 같은 궤도를 돌고 있는 트로이군(群) 소행성 7곳을 탐사하게 된다.

탐사 목표 소행성으로 비행하는 과정에서 3차례에 걸쳐 지구로 다가와 지구의 중력을 이용해 가속하는 중력도움 비행을 하게 된다.

루시라는 탐사선 명칭은 인류 진화사 연구에 전기를 마련한 320만 년 전 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스 화석의 애칭에서 따왔다. 1974년 아프리카 에티오피아에서 이 화석을 발굴할 때 당시 유행하던 비틀스의 노래 '다이아몬드와 함께 있는 하늘의 루시'(Lucy in the sky with Diamonds)를 많이 들어 이런 이름이 붙었는데, 루시처럼 태양계 행성의 기원과 진화 과정을 밝히는데 중요한 기여를 하길 바라는 의미가 담겼다.

루시호가 탐사할 트로이군 소행성은 목성과 토성 등 외행성을 형성하고 남은 물질로 추정되는데, 지난 45억 년 간 거의 변하지 않은 원시 상태 그대로인 것으로 추정되고 있다.

트로이군 소행성은 1만여 개로 태양과 목성이 정삼각형을 이뤄 중력이 0이 되는 라그랑주점(L4, L5)에 붙잡혀 목성 앞뒤에서 태양 궤도를 돌고 있다.

루시호는 이 소행성들에 약 400㎞까지 근접해 초속 5~9㎞로 비행하며 원격 측정 장비를 이용해 소행성의 구성 물질과 질량, 밀도, 크기 등에 관한 자료를 얻게 된다.

이런 점을 고려할 때 루시의 임무 기간은 총 12년에 달하지만, 실제 소행성을 탐사하는 시간은 24시간에 그치는 것으로 전해졌다.

루시호는 선체 양쪽으로 지름 7m짜리 디스크형 태양광 패널을 펼쳐 동력을 얻는데 태양에서 약 8억㎞ 떨어진 목성 궤도로 진입하는 우주선에 태양광 패널을 적용한 것은 이번이 처음이다.

루시호가 탐사할 첫 소행성 '도널드요한슨'(Donaldjohanson)은 트로이군 소행성을 찾아가는 비행경로에 가까이 있어 탐사 대상으로 선정됐다. 약 1억~2억년 전에 더 큰 소행성에서 쪼개져 나온 것으로 추정돼 그 자체만으로 탐사할 가치가 높은 것으로 평가됐다. 도널드요한슨이라는 명칭은 루시 화석을 발굴한 고고학자 이름에서 따왔다.

트로이군 소행성에 대한 탐사는 목성에 앞서 태양 궤도를 도는 L4 무리의 '에우리바테스'(Eurybates)부터 시작된다.

에우리바테스는 '오루스'(Orus)와 함께 이번 소행성 탐사의 핵심을 이루고 있다.

두 소행성은 폭이 약 64㎞로 비슷한 크기를 갖고 있고 같은 궤도를 돌고 있지만 표면 색깔이 전혀 다르다. 에우리바테스는 회색으로 탄소가 풍부하지만 오루스는 붉은색을 가져 유기물질이 많은 것으로 추정되는데, 이런 근본적 차이를 갖게 된 과정을 규명하는 것이 목표다.

에우리바테스는 '쿠에타'(Queta)라는 약 1㎞ 크기의 위성(달)을 갖고 있는데, 84일의 공전주기를 가진 이 위성도 에우리바테스와 같은 소행성에서 쪼개져 나온 것으로 추정되고 있다.

루시호는 에우리바테스와 쿠에타에 이어 '폴리멜레'(Polymele), '레우쿠스'(Leucus), 오루스 등의 L4 영역 소행성을 탐사한 뒤 다시 지구의 중력도움 비행을 거쳐 2030년대 초반에 L5 무리로 옮겨간다. 이곳에서 2033년께 거의 같은 크기와 질량을 갖고 서로를 돌고 있는 '파트로클루스'(Patroclus)와 '메노에티우스'(Menoetius)를 탐사하는 것으로 대장정을 마치게 된다.

루시 프로그램의 책임연구원인 애리조나주립대학의 필 크리스턴슨 교수는 한 인터뷰에서 "우리가 확신할 수 있는 것은 깜짝 놀랄 것이라는 점이라고 생각한다"며 탐사 결과에 대해 기대감을 나타냈다.

<연합>

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