지구 스쳐간 아포피스 소행성
지구 스쳐간 아포피스 소행성
  • 함예솔
  • 승인 2021.03.16 17:25
  • 조회수 1286
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OWL-Net 4호기(미국) 망원경으로 촬영한 소행성 아포피스(한국시간 기준 3월 10일). 출처: 한국천문연구원
OWL-Net 4호기(미국) 망원경으로 촬영한 소행성 아포피스(한국시간 기준 3월 10일). 출처: 한국천문연구원

지구충돌 위협 가능성 높은 소행성 아포피스

 

지름 370미터 크기의 소행성 아포피스(Apophis)가 지난 2021년 3월 6일 10시 15분(한국표준시 기준) 지구로부터 약 1,680만 킬로미터 가까이 접근했다가 초당 4.58킬로미터의 속도로 지구 근방을 통과했습니다. 아포피스는 지난 2004년 처음 발견된 이래 지구 충돌 위협의 가능성이 꾸준히 제기되어온 천체입니다. 

아포피스 소행성의 3D 형상 모델. 출처: DAMIT)
아포피스 소행성의 3D 형상 모델. 출처: DAMIT)

한국천문연구원은 아포피스가 지구에 가까이 접근하기 시작한 2월부터 우주물체 전자광학 감시 시스템(이하 OWL-Net, Optical Wide-field patroL Network)을 활용해 아포피스를 추적·관측하고 있습니다. 이번에 공개한 아포피스 관측 영상은 미국 애리조나 주 레몬산 천문대에 위치한 OWL-Net 4호기에서 3월 10일 촬영됐습니다. 또한 천문연 연구진들은 이번 아포피스 관측을 위해 전 세계 30여개가 넘는 천문대와 함께 국제공동관측 네트워크를 조직해 소행성 추적 및 특성 분석 연구 프로젝트를 주도하고 있습니다.

소행성의 아포피스의 예상 크기. 출처: 한국천문연구원,
소행성의 아포피스의 예상 크기. 출처: 한국천문연구원,

아포피스는 이번 접근 이후 2029년 4월 14일 6시 46분에 지구와 매우 가깝게 근접하여 지나갈 것으로 예상되며 이때 지구와의 거리는 약 3만 7천 킬로미터입니다. 이는 지구와 아포피스와의 거리가 천리안, 무궁화 위성과 같은 정지위성보다 약 4천 킬로미터 더 가까운 거리에 있다는 겁니다. 아포피스 크기의 소행성이 이처럼 지구에 가까이 접근할 확률은 약 1,000년에 한 번입니다. 

 

소행성 아포피스(Apophis), 접근할 수 있을까?!

 

2004년 6월 19일, 로이 A. 터커(Roy A. Tucker), 데이비드 J. 톨렌(David J. Tholen), 파브리지오 베르나르디(Fabrizio Bernardi) 등이 미국 국립광학천문대 산하 킷픽(Kitt Peak)천문대에서 처음 발견했습니다. 발견 직후 국제천문연맹(IAU, International Astronomical Union) 산하 국제소행성센터(MPC, Minor Planet Center)는 이 천체에 곧바로 '2004 MN4'라는 임시 번호를 붙였고 2005년 6월 24일에 '99942'라는 고유 번호를 부여했습니다. 이윽고 7월 19일에는 '아포피스'라는 고유 이름이 붙여졌습니다. 참고로 아포피스는 이집트 신화의 태양신 '라(Ra)'를 삼킨 거대한 뱀의 형상을 한 파괴의 신 '아펩(Apep)'의 그리스어 표기입니다. 

OWL-Net 으로 촬영한 소행성 아포피스 영상. 출처: 한국천문연구원
OWL-Net 으로 촬영한 소행성 아포피스 영상. 출처: 한국천문연구원

아포피스는 발견 직후 최근까지도 꾸준히 지구와의 충돌 위협이 제기되어온 소행성입니다. 아포피스는 토리노 척도(Torino scale) '4'를 기록한 최초의 소행성입니다. 토리노 척도는 근지구천체가 지구에 충돌할 확률 및 충돌했을 경우의 예측 피해상황을 나타내는 척도로 0-10까지 있는데, 수치가 높을수록 위험도가 높습니다.

미항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory)에 따르면 아포피스는 100년 이내 지구 충돌 확률이 1/100만 보다 높은 지구위협천체 네 개 중 하나입니다. 네 개의 지구위협 천체 중에는 소행성 베누(Bennu)도 포함돼 있는데, 2016년 발사된 NASA의 오시리스-렉스(OSIRIS-REx) 탐사선은 2020년 10월 베누에 성공적으로 착륙해 토양 샘플을 채취했습니다. 참고로 아포피스의 2068년 4월 지구 충돌 확률은 0.00026%(38만분의 1)로 지난 2021년 1월 20일에 갱신됐습니다. 

 

소행성이 지구에 근접한다는 것은 바꿔 말하면 적은 연료만 있어도 탐사선이 소행성에 도달하기에 좋은 조건이 됩니다. 2025부터 2030년 사이에 탐사선 발사를 가정했을 때 2,000여개가 넘는 지구위협소행성 중 아포피스는 유일하게 탐사선의 속도증분(delta-v)이 초속 6킬로미터 이하입니다. 한국천문연구원에서는 2029년 아포피스 직접탐사(동행비행: rendezvous)를 목표로 임무 사전 연구를 진행 중입니다.

  • 속도 증분

지구 중력을 탈출하여 소행성과 동일한 속도로 동행비행(랑데뷰, rendezvous)을 하기 위해 필요한 속도를 말합니다. 에너지 혹은 연료의 개념으로 생각할 수 있습니다.

소행성 아포피스 관측

 

한국천문연구원은 천문연 산하 국내외 관측시설 뿐만 아니라 국제 소행성관측네트워크(IAWN: International Asteroid Warning Network)와 협력해 전 세계 30여개 천문대와 함께 아포피스 지상관측 국제 캠페인을 주도하고 있습니다. 

 

지상망원경 네트워크 관측을 통해 아포피스의 회전 상태를 규명하고 형상 모형을 획득하고자 합니다. 획득된 아포피스의 회전 상태와 형상 모형은 소행성 탐사 임무 수행 시 탑재체 설계와 탐사선의 임무 시나리오를 계획하는데 필수적으로 사용됩니다.

지구 주변의 우주물체를 감시하고 있는 OWL-Net 4호기(미국). 출처: 한국천문연구원
지구 주변의 우주물체를 감시하고 있는 OWL-Net 4호기(미국). 출처: 한국천문연구원

이번 소행성을 촬영한 OWL-Net(우주물체 전자광학 감시 시스템)은 한국천문연구원 우주 위험감시센터가 운영하는 관측 시스템으로 인공위성과 소행성, 우주 잔해물 등 지구 주변의 우주물체를 관측하는 우리나라 최초의 무인 광학 감시 전용 시스템입니다. 한국, 미국, 이스라엘, 모로코, 몽골에 각 관측소가 있으며, 한국 천문연구원은 총 5개 관측소에서 수집한 데이터를 모아 총괄 관리, 운영 중입니다. 각 시스템은 50cm 광시야 망원경과 CCD카메라, 고속 위성 추적 마운트로 구성돼 있습니다.

 

OWL-Net으로 인해 그동안 미국에 의존하던 인공위성궤도 자료를 우리나라가 독자적으로 확보할 수 있는 능력을 갖추게 됐고 이 시스템을 활용하여 한반도 정지위성 및 우주잔해물 충돌 후보를 감시하는 데 활용합니다.


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