소행성 파편이 달에 충돌하면, 지구는 안전할까 [우주로 간다]

지구로 향하는 소행성의 궤도를 바꾸기 위해 우주선을 충돌시키는 ‘행성 방어’ 전략이 연구되고 있다. 이런 가운데 소행성이 지구 대신 달과 충돌하더라도 인류에 심각한 위협이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

뉴아틀라스 등 외신은 애런 로젠그렌 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고 캠퍼스 기계항공우주공학과 교수가 이끄는 연구진의 연구 내용을 최근 보도했다.

연구진에 따르면 지구 접근 소행성의 궤도를 변경하기 위해 충돌 임무를 수행할 경우, 일부 파편이 달에 충돌해 막대한 양의 달 표면 물질이 우주 공간으로 튕겨 나갈 수 있는 것으로 나타났다.

로젠그렌 교수는 이런 충돌이 미래 달 기지는 물론 지구 문명 자체에도 심각한 피해를 초래할 수 있다고 경고했다. 그는 애리조나대학교 연구진과 공동으로 진행한 연구에서, 충돌 이후 생성된 달 파편이 근지구 소행성 카모오알레와(Kamo’oalewa)나 2024 PT5와 유사한 방식으로 우주 공간에 퍼질 수 있다고 분석했다.

특히 이 파편들 중 상당수는 우주선 운항이 어려울 정도로 위험한 궤도 환경을 형성할 가능성이 있는 것으로 나타났다. 로젠그렌 교수는 “이는 단순히 지구에 '무언가' 충돌하는 문제가 아니다"면서 "우리가 의존하는 지구-달 시스템 전체에 어떤 장기적 결과를 초래하느냐는 문제다"고 설명했다.

연구진은 충돌로 발생한 파편이 ‘케슬러 증후군’을 유발할 가능성도 제기했다. 케슬러 증후군은 파괴된 위성의 잔해가 다른 위성과 충돌하면서 연쇄적으로 파편을 만들어내는 현상이다. 이렇게 될 경우 지구 저궤도를 수 세기 동안 사용할 수 없게 만들 수도 있다.

현재 인류는 GPS 내비게이션과 이동통신, 위성전화, 기상 예보, 군사 작전, 인터넷 서비스 등 핵심 인프라를 위성에 의존하고 있다. 따라서 우주 공간의 파편 증가는 현대 문명 전체에 영향을 줄 수 있다는 지적이다.

NASA의 이중 소행성 궤도 변경 실험(DART) 탐사선이 목표 소행성계에 접근하는 모습을 묘사한 그림 (출처=NASA/존스 홉킨스 항공우주연구소/스티브 그리벤)

연구진은 지름 약 60m 규모 소행성이 달에 충돌하는 경우에도 이런 시나리오가 현실화될 수 있다고 주장했다. 달에는 대기가 없어 충돌 파편의 속도를 줄이거나 불태울 수 없기 때문이다. 따라서 거대한 충돌이 발생하면 막대한 양의 암석이 그대로 우주로 방출될 수 있다는 것이다.

로젠그렌 교수는 “일부 파편은 지구 중력에 포획돼 복잡한 궤도를 형성할 수 있으며, 특히 미래 달 궤도 통신·항법 시설과 위성에 직접적인 위협이 될 수 있다”고 설명했다.

연구팀은 대형 소행성이 달에 충돌할 경우 얼마나 많은 파편이 생성되고, 그 파편들이 어떤 경로를 따라 이동하는지, 또 지구 저궤도 위성과 미래 달 기반 시설에 어떤 위험을 줄 수 있는지를 시뮬레이션했다. 그 결과 상당수 파편이 다시 지구 주변으로 돌아올 가능성이 있는 것으로 나타났다. 일부는 지구와 함께 태양 주위를 공전하는 특수한 ‘공동 궤도’에 장기간 머무를 수 있는 것으로 분석됐다.