"헤라, 디모르포스 최종 접근: 행성 방어가 첫 번째 진짜 시험을 맞는다"
4년 전, 인류는 의도적으로 소행성을 들이받았다. 2022년 9월 26일, NASA의 DART 탐사선은 지름 780미터 소행성 디디모스를 도는 150미터 위성 디모르포스에 충돌해 그 궤도 주기를 32분 단축했다. 인류가 천체의 운동을 의도적으로 바꾼 최초의 사건이었고, 헤드라인이 떠들썩했던 것은 당연했다. 하지만 한 방의 펀치가 이해와 같은 것은 아니다. DART가 남긴 크레이터를 아직 아무도 보지 못했고, 디모르포스의 질량을 정확히 아는 사람도 없으며, 궤도 변화 중 얼마가 충돌 자체에서 왔고 얼마가 충돌로 우주에 흩뿌려진 수 톤의 파편에서 왔는지 아무도 모른다. 그것이 묘기와 기술의 차이이며, 유럽우주국(ESA)의 헤라 미션이 메우려는 간극이 바로 그것이다.
헤라는 2024년 10월에 발사되어 2025년 3월 화성을 스쳐 지나며 궤도 에너지를 조금 빌렸고, 지난 2년간 지구에서 1억 4천만 킬로미터 떨어진 목표를 추적해 왔다. 이번 주 헤라는 디디모스계에서 불과 2,300킬로미터 떨어진 지점에서 주요 제동 연소를 마쳤고, 10월 25일부터 31일 사이의 일련의 작은 전이 기동이 마지막 상대 속도를 소진할 것이다. 계획대로라면 첫 근접 기동, 즉 미션 용어로 '도착'은 11월 4일 01:00 UTC에 이루어지며, 12월 15일까지 이어지는 초기 특성 규명 단계가 시작된다.
여기서 '도착'은 평소의 의미와 다르다. 디디모스의 중력은 지구의 약 4만 분의 1, 디모르포스의 중력은 약 20만 분의 1에 불과해 헤라는 그냥 궤도에 진입할 수 없다. 대신 3일은 멀어지고 4일은 돌아오는 쌍곡선 궤적을 반복해 비행하며, 초속 약 12센티미터, 즉 걷는 속도보다 느리게 디모르포스 표면에서 20~30킬로미터 거리로 통과할 것이다. 각 궤적은 기동으로 끝나고, 만약 하나가 실패하면 탐사선은 충돌하는 대신 그냥 흘러 멀어질 뿐이다. 다시 말해, 깨뜨릴까 두려운 물건에 접근하듯 천천히, 그리고 항상 빠져나갈 길을 열어 둔 채 비행하는 것이다.
앞으로 7개월 동안 헤라가 할 일은 내가 가장 흥미롭게 여기는 부분이다. 카메라가 DART가 판 크레이터를 지도화하고 디모르포스의 질량, 모양, 자전을 측정할 것이다. 2027년 초에는 두 대의 큐브샛이 합류한다. 주벤타스는 소행성 내부에 대한 최초의 레이더 탐사를 시도하고, 밀라니는 먼지와 표면 조성을 연구한다. 2월부터 4월까지 헤라는 디모르포스 표면에서 약 1킬로미터까지 접근한다. 명목상의 미션은 2027년 6월 2일에 끝나며, ESA는 11월 25일 베를린에서 공개 행사를 계획하고 있어 첫 근접 사진을 그 자리에서 공개할 것으로 보인다.
이 모든 것이 소행성을 가까이서 볼 일 없는 사람들에게 왜 중요할까? 운동 에너지 충돌체는 현재까지 실물 규모로 실증된 유일한 행성 방어 기술이며, 디디모스 같은 쌍성계는 알려진 소행성의 약 15%를 차지하기 때문이다. 언젠가 천문학자들이 지구와 충돌 궤도에 있는 실제 천체를 발견한다면, 문제는 우리가 그것을 맞힐 수 있느냐가 아니라—DART가 이미 답했다—충돌이 무엇을 초래할지 예측할 수 있느냐일 것이다. 핵심 숫자는 운동량 증강 계수, 즉 방출된 파편이 탐사선 자체의 운동량에 더해 얼마나 추가적인 추진력을 제공했는가이다. 이를 잘못 계산하면 편향 미션은 효과가 부족하거나, 자갈 더미 소행성을 여전히 위험한 여러 조각으로 쪼개 버릴 수 있다. 헤라의 측정은 이 계수를 추측에서 교정값으로 바꿀 것이고, 향후 모든 편향 계획은 그 위에 세워질 것이다.
여기에는 더 조용한 지점도 있다. 그리고 그것이 내게 가장 오래 남는다. 행성 방어는 실전 시험이 10년에 한 번 있을까 말까 한 분야이며, 실패한 시험을 요구대로 반복할 수 없다. DART는 실험의 쉬운 절반이었다. 빠르게 날아가 세게 들이받고 궤도가 바뀌는 것을 지켜보는 것. 헤라는 어려운 절반이다. 천천히 날아가 자세히 들여다보고, 우리가 아직 얼마나 모르는지 인정하는 것. 이 미션의 진짜 시험은 탐사선이 바위에 도착할 수 있느냐가 아니라, 이미 날린 한 방의 펀치로부터 배울 만큼의 인내심이 우리에게 있느냐다.