[아하! 우주] 태양계 가장 먼 곳서 올 손님 맞이하라…장주기 혜성 탐사선 쏜다

지난 2014년, 유럽우주국(ESA)의 로제타 탐사선은 혜성 67P/추류모프-게라시멘코(67P/Churyumov-Gerasimenko, 이하 67P)에 접근해 사상 최초로 혜성 표면의 상세한 모습을 관측하고 주변을 공전하면서 여러 가지 중요한 과학적 정보를 수집했다. 비록 탐사선 필레가 착륙 후 연락 두절되면서 당초 탐사 목표를 100% 달성하진 못했으나 로제타는 이 아쉬움을 달래 줄 만큼 많은 과학적 성과를 거뒀다.

그런데 혜성 탐사에서 과학자들이 진짜 아쉬워하는 부분은 따로 있었다. 67P는 태양계 외곽 카이퍼 벨트에서 유래한 혜성으로 공전 주기 6.45년 정도의 단주기 혜성이다. 이 혜성은 이미 여러 차례 태양계 안쪽으로 진입해 태양 주변에서 물질을 방출했다. 따라서 67P 표면에 있는 물질은 태양계 초기 물질 구성과 완전히 동일하지 않을 것이다. 이에 과학자들에게 더 흥미로운 천체는 태양에 노출될 기회가 적은 장주기 혜성이다.

장주기 혜성은 태양계 아주 먼 외곽 지역인 오르트 구름에서 기원한 혜성으로 공전 주기가 적어도 200년 이상이다. 공전 주기가 매우 긴 만큼 태양 가까이에서 노출된 시간이 적어 태양계 초기 형태를 잘 보존하고 있을 가능성이 높다. 특히 처음 태양계로 진입한 장주기 혜성의 경우 100% 완벽한 타임 캡슐이라고 해도 무방하다. 하지만 공전 주기가 너무 길어 이를 예측하고 탐사 계획을 세울 수 없다는 문제가 있다.

ESA는 우주에서 미리 대기하고 있다가 적당한 장주기 혜성이 나타나면 바로 접근해서 관측하는 '혜성 인터셉터'(Comet Interceptor)를 이 문제에 대한 해결책으로 제시했다. 혜성 인터셉터는 1톤 이하의 중형 탐사선으로 30㎝ 상자 크기의 미니 탐사선 두 대를 지니고 있다. 혜성 인터셉터 모선은 안전한 거리에서 장주기 혜성을 따라다니면서 관측하고 탐사선이 파괴될 수 있는 위험한 근접 거리 관측은 두 대의 미니 탐사선이 담당하는 방식이다. 미니 탐사선 중 하나는 일본항공우주연구기구(JAXA)가 개발을 담당할 예정이다.

최근 ESA는 유럽 우주항공기업인 알레니아 스페이스(Thales Alenia Space)와 손잡고 혜성 인터셉터를 개발한다고 발표했다. 발사 시점은 2029년으로 역시 ESA가 개발 중인 차세대 외계 행성 탐사선인 아리엘(Ariel)과 함께 아리안 6 로켓으로 발사된다. 혜성 인터셉터와 아리엘 모두 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주 L2 지점으로 이동하게 되는데, 이곳에서는 태양과 지구의 중력이 균형을 이뤄 안정적인 궤도를 유지할 수 있어 장시간 탐사선이 대기하기에 적합하다.

물론 혜성 인터셉터 프로젝트가 성공하기 위해서는 적당한 궤도와 속도를 지닌 장주기 혜성이 나타나야 해 상당히 운에 기댈 수밖에 없다. 과학자들은 우주선의 수명이 다 하기 전 최소 한 차례는 기회가 있을 것으로 생각하고 있다. 만약 혜성 인터셉터가 장주기 혜성 탐사에 성공할 경우 인류는 오르트 구름 천체를 사상 최초로 근접 관측할 수 있게 된다. 이 프로젝트를 통해 태양계에서 가장 멀고 가장 원시적인 천체의 얼굴을 볼 수 있을지 결과가 주목된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com