NASA의 DART(Double Asteroid Redirection Test) 임무는 지구에 대한 잠재적인 소행성 충돌에 대한 세계 최초의 전면적인 행성 방어 테스트다.
6600만 년 전 지구에 거대한 소행성이 충돌하여 공룡이 멸종되었을 가능성이 있다. 현재 알려진 소행성은 즉각적인 위협이 되지 않는다. 그러나 언젠가 큰 소행성이 지구와 충돌하는 과정에서 발견된다면 재앙적인 결과를 방지하기 위해 궤도에서 벗어나야 할 수도 있다.
지난 11월, 미국 우주국 NASA의 DART 우주 탐사선은 이러한 기동에 대한 최초의 본격적인 실험으로 발사됐다. 그 임무는 소행성과 충돌하여 궤도에서 편향되어 소중한 정보를 제공, 행성 방어 시스템의 개발이다.
Planetary Science Journal에 발표된 새로운 연구에서 스위스 베른 대학(University of Bern)과 NCCR(National Center of Competence in Research) PlanetS 연구원들은 새로운 방법으로 이러한 영향을 시뮬레이션했다. 그들의 결과는 그것이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 심하게 표적을 변형시킬 수 있음을 나타낸다.
“소행성을 상상할 때 상상할 수 있는 것과는 달리, 일본 우주국(JAXA)의 Hayabusa2 탐사선과 같은 우주 임무의 직접적인 증거는 소행성이 잔해 더미와 유사한 매우 느슨한 내부 구조를 가질 수 있음을 보여준다. 중력 상호 작용과 작은 응집력”이라고 연구 책임자인 베른 대학의 행성 연구 국립 센터와 물리학 연구소의 사비나 라두칸(Sabina Raducan)이 말했다.
DART 임무 충돌에 대한 이전 시뮬레이션은 대부분 소행성 목표물인 디모르포스(Dimorphos)의 훨씬 더 견고한 내부를 가정했다. Raducan은 “이는 오는 9월에 발생할 예정인 DART와 Dimorphos의 충돌 결과를 크게 바꿀 수 있다”고 지적한다. 폭 160미터의 소행성에 상대적으로 작은 분화구를 남기는 대신, 시속 24,000km의 속도로 충돌하는 DART는 디모르포스를 완전히 변형시킬 수 있다. 소행성은 또한 이전 추정치보다 훨씬 더 강하게 휘어지고 더 많은 양의 물질이 충돌로 인해 방출될 수 있다.
연구의 주저자인 Raducan은 “느슨한 내부 구조의 시나리오가 지금까지 철저히 연구되지 않은 이유 중 하나는 필요한 방법을 사용할 수 없었기 때문”이라며 “이러한 충돌 조건은 실험실 실험에서 재현할 수 없으며 이러한 충돌 후 상대적으로 길고 복잡한 분화구 형성 과정(DART의 경우 몇 시간)으로 인해 지금까지 이러한 충돌 과정을 현실적으로 시뮬레이션하는 것이 불가능했다”고 말했다.
이어 그는 “충격파의 전파, 압축 및 후속 물질의 흐름을 고려한 우리의 새로운 모델링 접근 방식을 통해 우리는 처음으로 Dimorphos와 같은 작은 소행성에 대한 충돌로 인한 전체 분화구 과정을 모델링할 수 있었다”고 보고했다.
2024년에 유럽 우주국(ESA)은 우주 임무 HERA의 일환으로 Dimorphos에 우주 탐사선을 보낼 것이다. 목표는 DART 프로브 충돌의 여파를 시각적으로 조사하는 것이다. 연구 공동 저자인 NCCR PlanetS의 Martin Jutzi는 “HERA 임무를 최대한 활용하려면 DART 영향의 잠재적 결과를 잘 이해해야 한다”며 “충격 시뮬레이션에 대한 우리의 작업은…행성 방어의 맥락과 관련이 있을 뿐만 아니라 소행성에 대한 우리의 이해 퍼즐에 중요한 조각을 추가한다”고 말했다.
