미니문(minimoon) 탐사 로봇 무인 우주선 OSIRIS-REx

지구와의 근접성 때문에 미니문(minimoon)은 탐사의 주요 후보입니다. 현재 일부 과학자들은 이 작은 위성들을 이용해 인류를 우주로 더 멀리 밀어내려 하고 있습니다.

 

미니문은 작고 일시적인 위성으로, 짧은 기간 동안만 지구 궤도에 머무릅니다. 일부 과학자들은 이 떠돌이 우주 암석이 미래 태양계 탐사에 유용한 도구가 될 수 있다고 생각합니다.

2006년, 애리조나에 있는 NASA 지원 카탈리나 하늘 조사(Catalina Sky Survey)의 천문학자들은 지구를 도는 수천 개의 인공위성의 바다 가운데서 특이한 물체를 발견했습니다. 자세히 살펴본 결과, 그 물체는 단순히 우주 쓰레기 조각이 아니었습니다. 오히려 그것은 달과 유사하게 지구와 함께 잠시 동행 궤도에 끌려 들어온 자연 위성이었습니다.

2006 RH120으로 명명된 이 "미니문"은 직경이 불과 몇 미터에 불과했습니다. 그러나 실제 달과 달리 이 우주 물체는 일시적인 지구 동행자로, 지구 궤도를 벗어나기 전까지 1년 동안만 지구 주위를 돌았습니다. 10년이 넘는 시간이 지난 후, 카탈리나 하늘 조사의 과학자들은 또 다른 미니문(2020 CD3)을 발견했는데, 이것은 작은 자동차 크기였으며 2020년 3월 지구-달 시스템의 영향권에서 튕겨나가기 전까지 지구 궤도를 돌았습니다.

지구와의 근접성 때문에 이러한 미니문들은 면밀한 과학적 조사의 대상이 되어 왔습니다. 그러나 최근에는 일부 전문가들이 미니문과 다른 근지구 소행성을 다른 이유로 주목하고 있습니다. 그것들은 우리의 우주 탐험에서 디딤돌 역할을 할 잠재력을 가지고 있기 때문입니다.

매사추세츠 공과대학교 행성과학과 교수인 리처드 빈젤은 라이브사이언스와의 인터뷰에서 "우리는 아직 행성 간 종족이 되지 못했습니다."라고 말했습니다. 미니문은 "인간이 행성 간 우주에서 어떻게 작동할 수 있는지, 그리고 궁극적으로 화성에 도달하는 방법을 배우는 과정에서 달성해야 할 이정표가 될 수 있습니다."

 

2016년 9월, NASA는 무인 우주선 OSIRIS-REx를 잠재적으로 위험한 소행성 베누에서 샘플을 수집하는 임무로 발사했습니다. 베누는 2182년에 지구와 충돌할 확률이 2,700분의 1입니다. 7년 후, OSIRIS-REx는 45억 년 된 소행성의 작은 조각을 가지고 지구로 돌아왔습니다.

OSIRIS-REx 임무의 성공은 근지구 탐사의 다음 단계를 계획하는 과학자들에게 영감을 주었습니다. 한 가지 아이디어는 가까운 소행성을 화성 임무를 위한 디딤돌로 사용하는 것이라고 빈젤 교수는 말했습니다.

 

그는 베누를 회수하는 것이 올바른 방향으로 가는 단계였지만, 우주로 더 확장하기 위한 우리의 기술을 테스트할 때 더 나은 목표물이 있을 수 있다고 말했습니다. 베누는 가장 가까울 때 지구에서 약 186,000마일(300,000km) 떨어져 있으며, 몇 년에 한 번씩만 태양 주위를 도는 지구 궤도와 교차합니다. 그 결과, 이 임무는 7년이 걸렸고 추정 비용은 11억 6천만 달러였습니다. 반면에 미니문은 지구에서 도달하기 가장 쉬운 소행성 중 일부라고 빈젤 교수는 말했습니다.

"우주 어디든 가려면 속도를 바꿔야 합니다." 미니문은 중력이 매우 작은 작은 물체이며, 필요한 속도 변화, 즉 델타-V가 낮습니다. 이는 지구 저궤도에서 소행성과의 랑데부까지 우주선을 수송하는 데 많은 추진력이 필요하지 않다는 것을 의미합니다.

 

이러한 특성을 감안할 때, 미니문 임무는 다른 많은 우주 물체로의 여정보다 연료가 적게 필요할 것입니다. "미니문을 떠나 지구를 향해 돌아가는 데는 연료가 조금만 필요합니다."라고 빈젤 교수는 라이브사이언스에 이메일로 전했습니다.

연구에 따르면 미니문으로의 여정은 왕복하는 데 약 100일이 걸릴 것입니다. (우리의 영구적인 달은 약 3일 거리에 있지만 NASA의 새턴 V 로켓이 지상에서 이륙하는 데만 203,400갤런(770,000리터)의 등유와 318,000갤런(120만 리터)의 액체 산소가 필요했습니다.)

미니문 임무는 유망하지만, 이 전략의 결함은 그들의 단기적 특성으로 거슬러 올라가며, 이는 자연 위성이 지구 주위를 도는 단기 여정에서 배출되기 전에 임무를 계획하고 실행하기 어렵게 만들 수 있습니다.

"그들은 지구와 함께 동행 궤도에 있습니다. 그래서 마치 애완동물 같아요." 빈젤 교수는 말했습니다. "한동안 키우다가 떠나는 임시 애완동물 같죠."

NASA의 소천체 탐사 수석 과학자인 폴 아벨은 라이브사이언스와의 인터뷰에서 "NASA와 다른 우주 기관들은 미니문과 그 주변의 다른 근지구 소행성으로의 임무를 수행함으로써 생명 유지 시스템, 엔진, 추진 시스템을 포함한 그들의 기술의 효과를 깊은 우주에서 테스트할 수 있습니다."라고 말했습니다.

그는 "화성으로 가는 것은 정말 큰 도약입니다."라며 "많은 일들이 일어나야 하는데, 지구-달 시스템과 화성 사이에 있는 이 근지구 소행성들 중 일부를 살펴보는 게 어떨까요?"라고 덧붙였습니다.