NASA 루시, 목성 트로이 소행성 영역 진입…첫 접근은 2027년 8월

NASA의 소행성 탐사선 루시(Lucy)가 목성의 트로이 소행성 영역에 진입했다. 2021년 10월 16일 발사 이후 22억 마일(약 35억km) 넘게 날아온 결과다. NASA는 28일(현지시간) 루시가 이 영역에 들어간 첫 탐사선이라고 밝혔다. 발사 5년 만이다.

트로이 소행성은 목성 궤도를 따라 도는 소행성 무리다. 목성 앞쪽(L4)과 뒤쪽(L5)의 두 ’안정 지대’에 수천 개가 모여 있다. NASA는 이 소행성들이 목성 같은 태양계 바깥쪽 행성을 만든 물질의 잔해일 수 있고, 초기 태양계의 ‘타임캡슐’ 역할을 한다고 설명한다. 소행성들은 평균 600만 마일 넘게 떨어져 있어서, 루시는 목표에 가까워지기 전까지 이들을 별빛 사이를 움직이는 점으로만 보게 된다.

탐사선 상태

루시는 태양에서 지구보다 다섯 배 넘게 멀어졌다. NASA는 낮아진 온도와 약해진 햇빛 속에서도 장비와 시스템이 정상 작동 중이라고 전했다. 탐사선은 양 끝 길이가 16m를 넘고, 태양광 패널은 각각 지름이 약 7m다. 탐사팀은 2027년 트로이 소행성 접근에 앞서 카메라 시험을 시작했다. 탐사선의 위치는 전파 신호와 주변 별을 찍은 영상으로 추적한다.

11개 소행성 방문 계획

루시는 총 11개 소행성을 방문하도록 설계됐다. 주소행성대 3개와 트로이 소행성 8개다. 앞서 두 차례 비행은 마쳤다. 2023년 11월 1일에는 소행성 딘키네시와 접촉쌍성 위성 셀람 곁을 지났고, 2025년 4월 20일에는 소행성 도널드요한슨을 지났다.

트로이 소행성 방문 일정은 다음과 같다.

• 에우리바테스와 위성 퀘타: 2027년 8월 11일(NASA 일부 자료에는 12일로 표기)
• 폴리멜레와 위성: 2027년 9월 14일
• 레우쿠스: 2028년 4월 18일
• 오루스: 2028년 11월 11일
• 파트로클로스와 위성 메노이티오스: 2033년 3월 3일

파트로클로스 쌍은 루시가 2030년 지구 근처에서 세 번째이자 마지막 중력 보조를 받은 뒤 L5 무리로 향해 만난다. 첫 대상인 에우리바테스는 가까이서 살펴볼 시간이 몇 시간뿐이다.

도널드요한슨 비행 결과: 흔들리는 땅콩

NASA와 사우스웨스트연구소(SwRI)는 6월 18일 도널드요한슨 비행 결과를 사이언스(Science)에 발표했다. 논문 제목은 ’루시의 도널드요한슨 비행: 팽이처럼 회전하는 두 덩어리 소행성’이다. 연구를 이끈 시모네 마르키 SwRI 박사는 루시 임무의 부수석연구원이다.

이 소행성은 화성과 목성 사이 안쪽 주소행성대에 있다. 지구 망원경 관측으로 길쭉한 모양이 짐작됐는데, 루시의 사진이 이를 확인했다. 두 덩어리가 가는 목으로 이어진 땅콩 모양이다. 루시는 약 1,000km 거리에서 시속 약 3만 마일로 지나며 고해상도 흑백 카메라(L’LORRI)로 촬영했다.

소행성은 일정하게 돌지 않는다. 10.5일에 한 번 앞뒤로 구르고, 26.5일에 한 번 긴 축을 중심으로 흔들리는 팽이 같은 움직임을 보였다. NASA는 소행성이 비대칭이어서 회전을 바꾸는 돌림힘이 생긴다고 설명했다. 적외선 분광기는 철이 풍부한 점토 광물을 찾아냈는데, 먼 과거 액체 물과 만났음을 뜻한다.

연구진은 이 소행성이 탄소와 물이 풍부한 더 큰 소행성이 약 1억 5,500만 년 전 주소행성대에서 충돌해 부서진 뒤 파편이 합쳐져 만들어졌다고 봤다. 처음에는 지금보다 최소 10배 빠르게 돌았고, 최근 2천만–6천만 년 사이 햇빛으로 인한 미세한 돌림힘(YORP 효과) 때문에 느려졌다는 분석이다. NASA는 이 소행성이 탄소·물이 풍부한 같은 종류의 모천체에서 나온 류구, 베누와 비슷하지만 훨씬 젊다고 설명했다. 마르키 박사는 “미묘한 차이 하나하나가 우리 기원 이야기의 또 다른 단서”라고 말했다.

소행성의 이름은 고인류 화석 ’루시’를 1974년 에티오피아에서 발견한 고생물학자 도널드 조핸슨에서 따왔다. 루시 임무 이름도 이 화석에서 왔다.

NASA는 이 비행이 트로이 소행성 본 탐사의 ’예행연습’이었다고 설명했다. 마르키 박사는 서로 아주 다른 역사를 지닌 트로이 소행성들이 태양계 형성에 대한 현재의 이해에 도전할 수 있다고 밝혔다. 본격적인 관측 결과는 2027년 8월 첫 접근부터 나올 예정이다.