소행성 '베누' 표본 캡슐 24일 지구 귀환...생명체 기원 힌트 될까

베누의 파편을 얻기 위한 탐사는 2016년에 시작됐다

오는 일요일, 미국 항공우주국 나사(NASA)의 탐사선 '오시리스-렉스(Osiris-Rex)'에서 보낸 캡슐이 소총 탄환의 15배가 넘는 속도로 대기권을 뚫고 떨어질 예정이다.

캡슐은 대기권 진입 과정에서 불타오르겠지만, 열 차폐막과 낙하산이 하강 속도를 늦추고 유타주 서부 사막에 연착륙할 수 있게 도울 예정이다.

이 캡슐에는 귀중한 화물이 담겨 있다. 산 하나 정도의 크기인 소행성 '베누(Bennu)'에서 채취한 한 줌의 먼지다. 즉 "우리는 어디에서 왔는가?"라는 심오한 질문에 대한 답을 줄 수 있는 우주 물질이 들어 있는 것이다.

탐사 책임자인 단테 로레타 교수는 "소행성 베누에서 채취한 물질 250g을 지구로 가져온다면, 우리는 지구보다 앞서 존재했던 물질, 어쩌면 태양계 이전에 존재했던 알갱이까지도 볼 수 있게 될 것"이라고 말했다.

"우리의 시작에 대한 퍼즐을 맞춰보려고 합니다. 지구는 어떻게 형성됐고 왜 인간이 살 수 있는 세상이 됐을까요? 바다는 물을 어디에서 얻었고, 대기의 공기는 어디에서 왔을까요? 그리고 가장 중요한 질문이 있는데, 지구의 모든 생명체를 구성하는 유기 분자의 원천은 무엇일까요?"

지구의 주요 구성 요소 기원을 설명하는 이론들 중에 우세한 시각이 지구 역사 초기에 베누와 같은 소행성들과 지구가 충돌하며 여러 구성 물질이 지구에 전해졌다는 것이다.

엔지니어들은 그동안 오시리스-렉스의 최종 궤도를 조정해왔다. 이제 남은 것은 이번 주말 지구로 캡슐을 투하하기 위한 "발사 여부"를 결정하는 것뿐이다.

베누의 파편을 얻기 위한 탐사는 2016년에 시작됐다. 당시 나사는 폭 500m 정도의 소행성을 향해 오시리스-렉스 탐사선을 발사했다. 탐사선이 목표까지 도달하는 데는 2년이 걸렸다. 그리고 탐사팀이 우주 암석의 표면에서 "토양" 샘플을 채취할 수 있는 위치를 확실하게 그려내기까지 또 2년이 걸렸다.

브라이언 메이 경

퀸의 기타리스트이자 천체 물리학자인 브라이언 경은 BBC와의 인터뷰에서 "나는 항상 과학뿐만 아니라 예술도 필요하다"고 밝혔다

이 위치 선택의 중심에 영국의 록 전설이자 천체 물리학자인 브라이언 메이 경이 있었다. 퀸의 기타리스트인 그는 스테레오 이미징 분야 전문가다.

그는 약간 다른 각도에서 피사체를 촬영한 두 장의 사진을 정렬해 원근감을 가진 3D 뷰로 만드는 데 탁월하다. 그와 공동 작업자인 클라우디아 만조니는 베누에서 샘플을 채취할 수 있는 후보지를 선정하기 위해 이러한 작업을 수행했다. 그리고 가장 접근하기에 가장 안전한 장소를 골라냈다.

브라이언 경은 BBC와의 인터뷰에서 "나는 항상 과학뿐만 아니라 예술도 필요하다고 말해왔다"고 했다. "지형을 느껴야만 우주선이 넘어질지, 아니면 나이팅게일이라고 불리는 최종 착륙지점 가장자리에 있는 '파멸의 바위'에 부딪힐지 알 수 있어요. 만약 그런 일이 일어났다면 처참했을 겁니다."

020년 10월 20일, 샘플을 채취하는 순간은 놀라움 그 자체였다.

오시리스-렉스는 3m 길이 기둥 끝에 뭔가를 붙잡을 수 있는 장치를 달고 소행성으로 내려갔다.

채취에 대한 구상은 표면을 두드리는 동시에 질소 가스를 분출해 자갈과 먼지를 걷어내는 것이었다. 그런데 현장에서 일어난 일은 충격적이었다.

채취 장치가 닿자, 표면은 액체처럼 갈라졌다. 가스를 발사하자 10cm 정도가 푹 파이며 장비가 더 내려갔다. 질소 분출하자 그 압력으로 직경 8m의 분화구가 폭발했다. 이 폭발에 물질이 사방으로 튀었고, 결정적으로 채취 상자에도 담겼다.

그렇게 채취된 것이 지금 우리를 향해 오고 있다. 오시리스-렉스는 7년에 걸친 70억 킬로미터의 왕복 여정을 끝내고 베누의 샘플 전달하기까지 불과 몇 시간 정도만 남겨둔 상태다.

캡슐이 지상에 안전하게 도착하면, 샘플 분석 전용 공간이 마련된 텍사스의 '존슨 스페이스 센터'로 이동할 것이다.

이 물질에 가장 먼저 장갑을 대는 과학자들 중 한 명은 런던 자연사 박물관(NHM)의 애슐리 킹 박사일 것이다. 그는 초기 분석을 수행할 "사전 조사" 팀의 일원이기도 하다.

그는 "소행성에서 샘플을 가져오는 일은 흔한 일이 아니다"라며 "그래서 첫 번째로 샘플을 측정하고 싶고, 정말 잘해내고 싶은 것"이라고 말했다. "믿어지지 않을 정도로 흥미진진한 일입니다."

런던 자연사 박물관(NHM)의 애슐리 킹 박사

나사는 베누를 태양계에서 가장 위험한 암석으로 보고 있다. 우주를 통과하는 경로가 알려진 소행성 중 지구와 충돌할 확률이 가장 높기 때문이다. 하지만 당장 걱정할 필요는 없다. 그 확률은 동전을 던져 11 번 연속으로 나올 확률과 비슷할 정도다. 그리고 충돌은 다음 세기 후반에나 일어날 가능성이 높다

소행성 베누

베누는 자체 광물 안에 많은 물(무게의 10% 정도)을 함유하고 있을 것으로 추정된다. 과학자들은 이 물에 들어있는 다양한 종류의 수소 원자의 비율이 지구의 바다의 것과 비슷한지 살펴볼 것이다.

일부 전문가들은 지구 생성 초기에 지구가 너무 뜨거워서 물이 많이 사라졌다고 보고 있다. 하지만 베누와 지구의 물 성분이 일치한다면, 이 자료는 소행성 충돌이 지구의 바닷물이 증가에 중요한 역할을 했다는 생각을 뒷받침 할 수 있을 것이다.

또한 베누는 아마도 중량 기준으로 약 5-10%의 탄소를 포함하고 있을 것이다. 이 부분은 많은 관심을 끌고 있다. 지구상의 생명체가 유기 화학을 기반으로 한다는 것은 주지의 사실이다. 그렇다면 초기 지구에 우주에서 복잡한 분자가 물처럼 유입돼 생명 활동이 시작된 것일까?

NHM의 사라 러셀 교수는 "샘플에 들어 있는 모든 탄소 기반 분자들을 살펴보는 것은 초기 분석에서 진행될 것"이라고 말했다.

"운석 연구를 통해 '소행성이 다양한 유기 분자의 천국을 구성하고 있을 가능성이 높다'는 게 이미 알려졌습니다. 하지만 운석은 오염된 경우가 많았습니다. 그래서 이번 샘플 회수는 베누의 원시 유기 성분을 파악할 수 있는 진정한 기회인 거죠."

로레타 교수는 또 이렇게 덧붙였다 "우리는 이러한 오염 문제 때문에, 운석에서 단백질에 사용되는 아미노산을 실제로 발견한 적이 없었습니다. 따라서 이번 기회를 통해 '외계유입설'에 대한 이해, 즉 이러한 소행성이 생명체의 구성 요소의 원천이었다라는 이론에 진전이 일어날 것이라 생각합니다."

소행성 '베누' 표본 캡슐 24일 지구 귀환...생명체 기원 힌트 될까 - BBC News 코리아

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