지구로 찾아오는 관광객 근지구천체(NEO)

 우리 지구 주변은 사실 몇몇 위성과 행성을 제외하면 텅 빈공간으로 보입니다. 사실 우주의 크기를 생각하면 이는 거의 맞는 말이기도 합니다. 하지만 지구 주위는 생각보다 훨씬 핫 플레이스한 장소입니다. 우리 지구는 태어났을 때부터 수십억 년 동안 엄청난 수의 물체에 충돌을 받았습니다. 큰 충돌설에 따르면 지구는 탄생한지 5천만 년 즈음에 테이아라는 화성급 물체와 충돌하였고 지구는 그야말로 박살이 날 뻔 했으나 겨우 살아남아 달을 탄생시켰습니다. 우리 지구 주변 즉 화성과 목성 사이에 소행성대보다 가까운 곳에 수많은 운석, 혜성등 여러 물체들이 각자의 궤도를 가지고 움직이고 있습니다. 조약돌 수준에 수 cm급에서 수에서 수십 킬로미터 선까지 다양하죠. 우리는 이런 물체 중 자신에서부터 태양까지 거리가 지구와 태양으로부터 평균 거리인 1 AU 보다 1.3 배 안에 들어오는 물체를 우리는 근지구천제 즉 Near Earth Object 라고 합니다. 보통 소행성류는 0.983AU에서 1.3AU 사이에 위치하고 있습니다. 

물론 이들이 모두 지구로 깔삼하게 슛하는 것은 아닙니다. 대부분은 각자의 궤도에 따라 이동하며 대부분 물체는 우리랑 관계는 거의 없습니다. 하지만 이들이 충돌할 경우에는 단 수십 미터 크기로도 엄청난 피해를 줄 수 있습니다. 가장 간단한 예를 몇 개 들어봅시다. 

2014년 러시아 첼랴빈스크 운석우 사건도 비슷합니다. 다행히 사망자는 없이 부상자가 1000여 명 나왔지만, 고작 지름 17m 물체가 29.8Km 상공에서 터졌지만 500 Kt급 폭발력이 발생했습니다.

 크기가 커지고 폭파 고도가 낮아지면 피해는 더더욱 기하급수적입니다. 지름 30m급이 1km 상공에서 터지면 반경 5Km는 깔끔하게 소각되며 수백m급이면 한반도급 나라는 나라 자체가 박살이 납니다. km급 단위로 올라가면 더더욱 치명적입니다. 1.5km급이면 유럽 면적이 초토화되며 3km급이면 전 지구적인 영향을 미치게 됩니다. 10km 넘어서게 되면 인류 문명 존립 자체를 걱정해야 합니다. 전체 생물군의 50%는 확실하게 멸종 범위에 오르게 됩니다. 이 사례가 지구에도 한차례 있었는데 바로 K-Pg 멸종이죠.

10km급 운석의 충돌로 당시 공룡을 포함하여 생물의 75%가 멸종했습니다. 

 1998년. 소행성 충돌을 소재로 한 영화 2편 딥 임팩트와 아마겟돈이 극장에 걸리면서 이에 관련된 프로그램에 관심도 대중적으로 엄청나게 증가했습니다. 이때 기점으로 매년 발견되는 물체 개수도 급격히 증가하였고 10년을 조금 넘어서 1992년 미국 의회가 주었던 과제를 달성하였습니다. 나사는 2009년 말 광역 적외선 우주 망원경 (WISE 이후 NEOWISE)를 발사했고 의회에 승인을 받아 2013년 말부터 NEO 전용 연구 장비로 전환했습니다. 이곳에서 나오는 정보에 따라 현재 우리는 지구 근처에 있는 1KM 이상 우주 물체는 95% 이상 파악하고 있는 상태입니다. 애리주나주 레몬산의 CSS 1.5m 망원경과 비글로우산의 0.6m 스마트 망원경도 NEO 탐지에 동원중입니다. 호주 사이딩 스프링 천문대는 남반구 하늘을 탐사 중입니다. NASA 심우주통신망(DSN)의 일부인 캘리포니아주 골드스톤 심우주통신시설의 레이더 역시 NEO에 영상관측을 통한 상세지도 및 정밀 궤도 측정에 사용 중입니다. 캐나다우주국도 2013년 12월 25일 NEOSsat를 발사하여 태양에 가까운 구역에 소행성을 집중 탐사를 시작했습니다. 목표도 상향 조정됐습니다. 우리는 이제 2020년까지 지름 140M 이상의 NEO 90% 이상 파악하는 게 우리의 큰 목표입니다. 

2013년 기준 PHO

 이렇게 발견된 NEO 중 0.05AU 이내에 직경 100~150M 이상에 절대등급 22.0 이하 물체는 특별히 지구위협천체(PHO)라고 표현하며 특별히 관리 중입니다. 2017년 기준 총 1758여 개가 등록되어 있으며 이중 160여 개는 직경이 1Km 이상으로 파악 중입니다. 이들 물체는 충돌할 경우 인류 역사상 유례없는 대규모 파괴를 일으킬 가능성이 있으며 통계학적으로 10,000여년에 한번꼴로 발생중입니다. 그리고 통계학적으로 우리는 전체 PHO중 약 30% 정도 발견한 것으로 추정 중입니다. 이들은 센트리 자동화 충돌 감시 프로그램을 통해 지속해서 스캔 되며 100년 이내에 충돌 확률을 지속적으로 측정중입니다. 부정적인 결과가 도출되면 즉각 보고되지만, 정보가 부족할 경우 오류가 심하기 때문에 지속적해서 추가 데이터를 입력중입니다. 덕분에 초기에는 충돌 위협을 보내다가 나중에 제거되는 리스트도 많습니다. 현재 (29075) 1950 DA, 99942 Apophis, 101955 Bennu, 2009 FD, 1994 WR12, 그리고 2010 RF12 등이 주목할 만 하고 최소 24개가 넘는 물체가 100년 이내에 충돌 확률이 백만분의 일이 넘습니다. 

자 2017년 현재를 봅시다. 

  근지구천체를 이렇게 파악하는 이유는 간단합니다. 근지구천체의 위협은 크게 두 가지로 분류되며 미리 파악되어 궤도가 파악된 물체는 오차범위 이내로 우리가 궤도를 파악할 수 있으며 충돌할 경우 충돌지점, 시간을 파악할 수 있습니다. 하지만 밝혀지지 않은 물체는 오직 통계학적 방법으로 추측하는 수준에 불과합니다. 우리는 NEO를 지속해서 탐사하여 이런 두 번째 경우를 첫 번째 경우로 전환하는 게 최종적인 목표라고 말할 수 있습니다. 

 우리는 이렇게 분류된 NEO 중 지구와 충돌이 확실시되는 물체에 대한 재난 대책 및 피해 최소화를 위해 모든 수단과 방법을 달성하는 것이 또 다른 목표입니다. 만약의 Km 급 물체가 충돌하여 우리가 허용할 수 있는 허용기준을 확실하게 넘는 사건 발생이 예상된다 하더라도 모든 수단과 방법을 동원해 허용기준 안으로 줄이기 위한 모든 절차적 대책을 수립할 것입니다. 가장 간단한 예는 미르 폐기 사건입니다. 실질적으로 충돌 가능성은 적다고 판단됐으나 2001년 3월 23일, 낙하 직전 위성체가 통과하는 궤도 상에 있거나, 또는 인접한 일본, 한국, 피지, 호주, 뉴질랜드 등 해당 국가에서는 가능한 모든 비상수단을 동원했습니다. 한국에서는 2월 초, 과학기술부가 관련 연구소 및 관계자들을 위촉, 미르폐기 대책반을 구성했으며, 3차례의 회의를 거쳐 미르호의 지구 대기권 진입 이전과 이후의 상황에 대한 제반 대책을 수립했습니다.

 미르폐기 대책반에는 과학기술부, 한국천문연구원, 한국항공우주연구원, 연세대학교, 행정자치부, 해양수산부, 건설교통부, 국정홍보처 등이 참여했으며, 합동참모본부 미르 대책 상황실과 긴밀한 협조를 유지, 만약의 사태에 대비했습니다. 한국천문연구원은 연세대 위성궤도공학연구실과 함께 북미우주항공사령부 발표 궤도계산 자료를 바탕으로 예상 정밀궤도를 계산하는 한편, 관측장비를 활용, 동영상 관측에 성공했습니다. 또한 행정자치부와 해양수산부에서는 각각 국가비상 사전대비계획 수립과 폐기 예정지역에 대한 선박 통제 등의 조치를 마련했으며, 국정홍보처는 비상 시 방송 속보를 통한 신속한 대응책을 준비했습니다. NEO 충돌에 경우에도 동일 합니다. 우리는 충돌이 미리 예상된다면 모든 절차적 단계를 걸쳐 대책을 수립할 것입니다. 

2017년 9월 28일 지구와 근접할 2016TX68. 21~51m급. 충돌 가능성은 다행이 없습니다. 2016년 3월 7일 인공위성보다 가까이 지구를 지나쳐 갔습니다. 

28개 조각으로 나눠지는 332P 혜성.

 아니면 특이한 방법이 사용될 가능성이 있습니다. 2012년 UN의 지원하에 소행성 움직이기 대회가 열렸고 2012년 1회 우승자가 MIT 대학생 백승욱씨입니다. 그는 그저 물체에 백색 페인트를 골고루 뿌리는 걸로 충분하다고 했죠. 백색 페인트는 태양광을 모조리 반사할 것이며 마찰이 없는 우주에서는 반사된 태양광의 반작용으로 궤도가 변경할 것이라고 예측했죠. 단순히 핵무기와 달리 여러 창의적인 아이디어가 도입될 가능성도 클 수 있습니다. 

NEO 충돌을 다른 애니메이션 '너의 이름은.' 극중 중요 요소로 등장합니다. 혜성은 최소 수백 미터급이기 때문에 이 정도 근거리로 접근하면 상당한 관심과 분석작업에 들어갈 겁니다. 

 결론적으로 이야기하면 현재 우리는 수십 년 전과 달리 더이상 NEO 위협에 맞고만 살 가능성은 많이 적어졌습니다. 관측 프로그에 따라 우리는 최장 수십에서 수백 년 전부터 대책을 세울 수 있고 최적의 대책을 구상할 수 있습니다. 하지만 여전히 지름 수십m급 물체는 마을이나 도시를 박살 낼 수 있으며 통계적으로 우리는 이 정도 크기에 물체에 대해 아는 것보다 모르는 게 더 많습니다. 우리가 지속해서 NEO 파악에 신경을 쓰면서 관리해야하는 이유입니다.