일본산업뉴스요약

생명의 기원에 대한 단서를 찾는다
유쥬탐사선 하야부사2, 내달 ‘류구’에 도착

태양계는 어떻게 만들어졌고, 지구의 생명은 어디에서 온 것일까? 이에 대한 단서를 찾기 위해 일본의 우주 탐사선 ‘하야부사2’가 목적지인 소행성 ‘류구’를 향해 항해하고 있다. 이 소행성은 태양계가 탄생한 46억년 전의 역사를 알 수 있는 ‘타임캡슐’로, 하야부사2는 소행성의 파편들을 수집해 지구로 돌아올 예정이다. 소행성에 도착하는 6월 하순부터 지구에 돌아오는 2020년 말까지 긴장을 늦출 수 없는 날들이 이어질 전망이다.

■ 탄소와 물의 존재 가능성

2014년 12월, 하야부사2가 다네가시마(種子島)우주센터(가고시마 현)에서 발사되었다. 수 많은 트러블 속에서도 2010년 소행선 ‘이토카와’의 미립자를 수집해 귀환한 ‘하야부사’의 후속기이다.

왕복 6년의 이번 탐사에 관계자들은 불안해했다. 가장 큰 이유는 류구의 정체에 대해 잘 알지 못하기 때문이다. 류구는 베일에 싸인 행성이다. 미국의 연구팀이 1999년에 발견. 우주항공연구개발기구(JAXA)의 의뢰로 ‘Ryugu’라는 명칭을 국제 단체에 신청, 채택되었다.

망원경으로 보면 검은 색이고, 크기는 직경 900m 정도밖에 안 되는 별이다. 태양의 주변을 1년 정도에 걸쳐 회전, 궤도는 지구와 화성의 사이를 통과한다. 탐사선이 겨우 왕복할 수 있는 거리인 약 3억km로 멀다. 지구에서의 관측이 어려워 “어떤 소행성인지 직접 가서 확인하지 않으면 모른다”라고 JAXA의 쓰다(津田) 프로젝트매니저는 말한다.

그럼에도 불구하고 연구자들은 이 석탄과 같은 ‘검은 색’ 별에 흥분하고 있다. 탄소를 포함한 물질로 이루어져 있을 가능성이 있기 때문이다. 물을 포함한 여러 물질이 존재할 가능성도 있다고 한다.

지구의 생명은 탄소와 유기물로부터 만들어졌다. 유기물이 이 소행성에 존재한다면 ‘지구의 생명은 소행성의 충돌에서 비롯되었다’라는 가설을 증명해주는 유력한 증거가 될 것이다.

지금의 지구에서 우주의 역사와 생명의 기원을 알아내는 것은 어렵다. 지구와 같은 행성은 크기가 확대되면서 내부의 열로 거의 모든 물질이 녹아 섞여버렸기 때문이다. 과거를 알기 위해서는 소행성에 가는 수 밖에는 없다. 이것이 소행성을 타임캡슐이라고 부르는 이유이다.

유기물의 존재 가능성이 있을 것으로 보이는 소행성은 탐사선이 지구와 왕복 가능한 거리에는 몇 개밖에 없다고 한다. 따라서 이번 류구 탐사는 천재일우(千載一遇)의 기회라고 할 수 있겠다.

■ 과학, 최초의 성공에 가치 있어
JAXA프로젝트매니저 쓰다 유이치(津田 雄一) 씨

-- 한 단계씩 성공시켜나가는 것이 중요 --
JAXA의 쓰다 프로젝트매니저에게 하야부사2의 소행성 ‘류구’ 도착을 앞둔 심경을 들어보았다.

Q. 6월 하순의 도착이 임박해왔습니다.
A. “현재, 탑사기와 소행성의 거리는 30만km 이내로, 지구에서 달까지의 거리보다 가까워졌다. 지금까지의 노력이 결실을 맺었다”.
A. “지금까지의 성과에 감회가 새롭지만, 앞으로는 기대 반 긴장 반이다. 프로젝트를 달성하기 위해서는 하나 하나의 성공을 쌓아나가야 할 필요가 있다. 이야기를 써 내려가려면 ‘소행성에 도착’ ‘지구로 귀환’ 등, 한 챕터씩 성공해나가지 않으면 안 된다.”

Q. 선대 하야부사는 트러블을 극복해나간 모습으로 감동을 불러일으켰는데요.
A. “하야부사2는 계획대로 항해하고 있고 안전하게 지구로 귀환할 것이다. 마음을 졸이거나 흥분하는 그런 상황은 없겠지만, 많은 사람들이 하야부사 때처럼 관심을 가져주었으면 좋겠다. 하야부사2는 약 600kg으로, 하야부사보다 100kg 무겁다. 장치를 추가 하는 등, 안전 대책에 주력했다”.

Q. 왜 이렇게까지 어려운 소행성 탐사에 도전했나요?
A. “과학이란 최초로 성공하는 것에 가치가 있다. 새로운 것에 대한 도전은 과학의 즐거움이기도 하다. 태양계에서 왜 지구에만 생명이 존재하는가라는 수수께끼를 알고 싶어하는 사람들에게 도움이 되고 싶다. 이번 프로젝트에는 많은 사람들이 참가하고 있고 모두들 기대 속에 일하고 있다”.

■ 궁극의 기술, 탐사에 결집

-- 크레이터 만들어 착지 --
하야부사2가 소행성 ‘류구’에 착륙해 다시 지구로 돌아오는 길은 멀고도 험하다. 이에 대한 성공에 대해 낙관적으로 보는 사람은 거의 없다. 소행성 탐사에는 궁극의 기술이 필요하기 때문이다.

지금까지 미국이 달에서 돌을 가져오거나, 혜성의 먼지를 채취해온 사례는 있었다. 소행성 탐사에는 하야부사가 최초로 미립자를 가지고 귀환했다. 다시 한번 소행성으로 가서 생명의 기원에 대한 단서를 가지고 돌아온다는 하야부사2의 미션도 세계 최초이다.

궁극의 기술은 지금까지 1년 반의 우주 체류기간 중에 몇 번이고 고비를 맞았다. 6월 하순에는 고도 20km까지 근접해 류구와 나란히 회전하면서 관측에 착수한다. 2018년 9~10월에 처음으로 착륙을 시도. 파이프와 같은 장치를 류구 표면에 장착시켜 탄환을 쏴 주변 파편을 회수. 또한 탐사차를 표면에 내려 관찰을 시도할 예정이다.

가장 큰 미션은 2019년 3~4월에 있다. 지하에 묻혀있는 물질을 채취하는 것이다. 적외선 등에 노출되지 않은 채 류구가 탄생한 당시의 상태로 남아 있는 물질이다. JAXA의 쓰다 프로젝트매니저는 “이를 통해 류구의 진정한 모습을 알 수 있을 것이다”라며 기대감을 나타냈다.

-- 지하 물질 채취해 귀환 --
구멍을 파는 도구가 없는 하야부사2는 어떻게 지하의 물질을 채취할 수 있을 것인가? 연구진은 하야부사2가 금속 탄환을 류구의 표면에 발사해 크레이터(충돌구)를 만들도록 했다. 절구와 같은 모양으로 파인 구멍을 신중하게 관찰해 바닥에 천천히 착지. 지하에 있는 물질을 채취해 다시 이륙할 예정이다.

강력하게 금속 탄환을 발사할 수 있는 기술도 개발했다. 직경 약 30cm의 장치에 부착된 무게 2kg의 동판을 폭약으로 폭파시킨다. 이 파편이 금속 탄환이 되었을 때의 속도는 초속 2km에 달한다.

이후 하야부사2는 또 다시 절묘한 기술을 선보인다. 류구의 뒤쪽에 숨어 충격을 피한다. 크레이터가 만들어지는 과정을 탐사기로부터 볼 수는 없지만, 사전에 분리된 전용 카메라가 이 모든 과정을 기록한다.

이와 같은 작업들이 순조롭게 진행된다면 하야부사2는 2019년 11~12월에 류구를 떠나 2020년 말에 류구로부터 채취한 물질이 들어있는 캡슐을 지구 가까이에서 떨어뜨릴 것이다. 캡슐의 크기는 직경 약 40cm, 높이 20cm. 캡슐은 대기 안에 초속 12km로 돌입한다.

표면은 섭씨 3,000도에 달하지만 내부는 내열재로 되어있어 50도 이하로 유지되기 때문에 류구로부터의 귀중한 물질을 보호할 수 있다. 고도 10km에서 낙하산이 펴지며 전파를 내보내면서 지상의 목표지점에 낙하한다. 회수 장소는 하야부사 때와 같은 호주 등이 검토되고 있다.

이번 프로젝트 팀이 믿고 있는 것은 어려움 속에서도 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 지구로 가져온 하야부사의 경험이다. 쓰다 프로젝트매니저는 “하야부사2에는하야부사의 보완점이 잘 반영되었다”라고 말한다.

일련의 하야부사 프로젝트로 인해 ‘해외에서도 탐사선 프로젝트가 활성화되고 있다”(쓰다 프로젝트매니저). 미항공우주국(NASA)는 ‘미국판 하야부사’인 탐사선 ‘오시릭스-렉스(OSIRIS-REx)’를 2016년에 발사했다. 2018년에 소행성 ‘벤누(Bennu)에 도착, 2023년에 소행성의 물질을 가지고 지구로 돌아올 예정이다.

JAXA는 NASA를 소행성 탐사의 라이벌로 보고 있지만, 두 곳 모두 성공한다면 서로의 회수 물질을 교환해 지구의 수수께끼를 밝히는데 협력할 계획이라고 한다.

 -- 끝 --