한국 최초의 달 탐사선 다누리가 스페이스X 로켓 상단부의 달 충돌 관측에 나선다. 우주 쓰레기로 떠돌던 로켓 상단부의 충돌 시점과 지점을 사전에 예측하고, 달 궤도를 도는 탐사선으로 충돌 전후 달 표면의 변화를 비교 관측하는 것은 사실상 처음이다.
우주항공청은 오는 5일 오후 3시 34분(한국시간) 스페이스X의 팰컨9 로켓 상단부가 달 표면 아인슈타인 분화구 인근에 충돌할 예정이고, 충돌 전후를 다누리가 관측할 계획이라고 3일 밝혔다.
이번 팰컨9 상단부는 지난해 1월 미국 우주 기업의 달 착륙선 '블루고스트' 등을 달로 보낸 발사체의 일부다. 임무를 마친 뒤 지구와 달 사이의 우주 공간을 떠돌다가 달 표면에 충돌하게 됐다.
우주항공청은 "이번 충돌은 질량 약 4.9t 로켓 상단부가 초속 2.43㎞로 달에 떨어지면서 지름 20~30m 규모 소규모 충돌구(크레이터)를 형성할 것으로 분석된다"고 밝혔다. 시속으로는 약 8750㎞의 속도로 달 표면에 부딪힐 것으로 예상된다. 충돌 에너지는 TNT 약 3t이 폭발할 때와 맞먹는다. 충돌 과정에서 발생한 먼지와 암석 파편이 수 ㎞ 이상 높이로 솟아오를 가능성이 있다. 관측 여건이 좋은 미국 일부 지역에서는 충돌 분출물을 수분 간 망원경으로 포착할 수 있을 것으로 전망된다.
다누리는 충돌 당일 궤도를 조정해 충돌 예상 지점 상공을 세 차례 지나면서 고해상도 영상을 촬영할 예정이다. 지형 촬영용 고해상도 카메라 '루티(LUTI)'와 광시야 편광 카메라 '폴캠(PolCam)'을 동시에 가동해 충돌 전후 지형과 표면의 변화를 살핀다는 계획이다.
앞서 지난달 9일 한국항공우주연구원은 팰컨 9의 달 충돌 예상 지점을 다누리로 두 차례 사전 촬영했다. 충돌 이후 촬영한 영상과 사전 영상을 비교하면 새로 생긴 충돌구의 크기와 형태, 분출물이 퍼진 범위를 확인할 수 있다. 관측 자료는 분석을 마친 뒤 일반에 공개되고, 미국 항공우주국(NASA)의 달 궤도선 관측 계획과 국제 공동 연구에도 활용될 예정이다. 오태석 우주항공청장은 "이번 관측은 달 표면의 변화와 충돌 메커니즘을 연구할 수 있는 중요한 기회"라며 "다누리와 국제 협력 관측을 통해 달 탐사와 우주환경 연구 역량을 강화하겠다"고 했다.
다누리가 로켓 잔해와 충돌할 위험은 없는 것으로 분석됐다. NASA 제트추진연구소(JPL)와 항우연이 궤도를 분석한 결과, 로켓 상단부가 달 표면에 떨어지는 시점에 다누리는 달 반대편에 있을 것으로 예상됐다.
이번 충돌이 달 전체 환경에 미치는 영향은 미미할 것으로 보인다. 다만 충돌 시점과 장소, 로켓의 질량과 속도를 미리 알고 있는 만큼, 이번에 생긴 충돌구를 자연 운석이 만든 충돌구와 비교할 기준 자료를 얻을 수 있다.