과학자 집념 '하야부사' 기적, 日 우주 새지평 또 연다

과학자 집념 '하야부사' 기적, 日 우주 새지평 또 연다

하야부사 2호 성공적 미션 수행중···귀환 불투명했던 1호 단점 보완
마코토 요시카와 미션 책임자 "6월 말 소행성 진입···과감한 도전할 것"
지난 2005년 하야부사 1호가 소행성 이토카와(Itokawa)에 접근했다. 일본 연구진들은 하야부사 1호가 미션에 성공할 수 있을 것으로 생각했지만 이내 어려움에 봉착한다. 긴급 착륙을 시도하는 과정에서 가해진 충격으로 통신이 두절되었던 것. 이 충격으로 연료가 누출되고 반동코일을 비롯해 12개 소형 추진체 일부가 손상됐다. 귀환이 불투명해지자 일본 국민들은 기대감을 접었고, 일본 정부는 이를 대체할 후속 미션을 준비한다.

하지만 연구진의 생각은 달랐다. 하야부사의 통신체계 자체에 문제가 발생한 것은 아니라고 봤다. 외부 충격으로 잠시 궤도를 이탈한 것일 뿐이며 다른 외부 충격을 통해 전기가 들어오고 교신도 가능할 것이라고 분석했다.

이에 지상국에서 각종 방법이 동원됐다. 연구진은 7주 동안 지속적으로 교신을 시도한 끝에 탐사선으로부터 미세한 신호를 감지해냈다. 그리고 태양광 패널, 이온엔진 등을 활용해 하야부사를 정상적으로 제어하는데 성공한다. 직접 소행선 탐사에 나선 하야부사 1호는 2010년 6월 13일 발사된지 7년만에 지구 진입에 성공한다. 채취한 시료를 호주의 한 사막으로 투하하며 임무를 완수한 하야부사 1호는  이후 대기권에서 빛으로 흩어지며 소멸한다.

하야부사 1호의 지구 귀환 스토리다. 영화처럼 각종 어려움을 딛고 기적처럼 지구에 성공적으로 귀환한 하야부사 1호는 일본 국민의 우주 열풍을 이끌어 내기에 충분했다. 유명 감독이 영화로 제작하고 인기 높은 연예인들이 참여하며 일본 국민의 우주에 대한 관심은 폭발적이었다. 국민적 관심은 일본이 우주 강국으로 가는 지름길이 됐다.

일본은 하야부사 1호에 이어 지난 2014년 12월 2호를 발사했다. 하야부사 2호는 4년간 52억km를 비행하고 2018년 중반 심우주 행성인 '1999 JU3(류구)'에 접근해 바위 샘플을 채취해 2020년께 지구로 보낼 예정이다. 일본 우주 탐사의 새로운 지평이 될 전망이다.

지난 7일 한국천문연구원에 방문한 하야부사 2호 연구책임자는 미션이 성공적으로 진행되고 있으며 올해 6월말 경에는 소행성 류구에 접근할 수 있을 것으로 내다봤다.
 

◆하야부사 2호, 소행성 류구에 130만km 이내로 접근

일본의 우주 탐사가 시작된 것은 지난 1985년으로 거슬러 올라간다. 1985년 혤리혜성을 관측하기 위해 사키가케(Sakigake)와 스이세이(Suisei) 탐사선이 활용됐다. 이후 1990년 소형 달탐사선 '히텐(Hiten)'이 발사됐다.

이후 소행성 탐사용 하야부사 1호가 2003년, 달탐사용 카구야(Kaguya), 2010년 금성 탐사용 이카로스(Ikaros), 아카츠키(Akatsuki)에 이어 2014년 하야부사 2호 등을 통해 행성 탐사를 본격화하고 있다.

하야부사 2호와 하야부사 1호의 차이점은 목표한 소행성 유형이 다르다는 것이다. 소행성은 다양한 유형으로 구분될 수 있다. 1호가 목표로 한 이토카와 소행성이 S 유형이라면 2호가 목표로 한 소행성은 C 유형으로 구분된다.

1호의 결점을 보완한 하야부사 2호에는 이온 엔진, 자동 항법, 시료채취시스템, 궤도 재진입 캡슐 등 뿐만 아니라 KA 주파수대, 충격장치 등이 추가됐다. 

라이더 등을 통해 원거리센싱을 하고 지표면에서는 로봇이 활동한다. 1기의 마스콧(Mascot) 착륙선과 3기의 미네르바2(Minerva 2) 로버장치가 탑재됐다. 이후 샘플은 지상국에서 분석하게 된다. 

마스콧 착륙선은 DLR(독일항공우주센터)과 CNES(프랑스국립우주센터)와의 협력으로 진행됐다. 마스콧의 중량은 20kg, 미네르바의 중량은 약 1~2 kg이다.

지난 달 26일 하야부사 2호는 소행성 류구에 130만 km이내 거리로 접근했다. 일본 연구진은 이 탐사선에 탑재된 ONC-T 카메라를 활용해 소행성 류구의 모습을 촬영하기도 했다.

미션이 계획대로 진행된다면 하야부사 2호는 올해 6월 말부터 7월초 사이에 소행성 류구에 착륙한다. 우선 충격장치를 활용해 지표면에 크레이터를 만든다. 이후 소형 로버, 착륙선을 보내 본격적으로 소행성을 관측하게 된다. 연구진은 단순 지표면 뿐만 아니라 지표면 아래까지도 탐사하며 태양계의 기원 등과 관련된 과학적 연구활동을 수행할 계획이다

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◆과학, 문화, 자원 등 활용성 높아···"위험성 있지만 과학적 목표 위해 도전"

"하야부사 1호가 가져온 시료는 아주 극소량의 알갱이(Grain)에 불과합니다. 하지만 과학적으로 매우 높은 가치가 있습니다. 현대 과학이 발전하면서 이를 활용해 표면, 성분 분석 등 다양한 연구를 진행하고 있습니다."

마코토 요시카와 하야부사 2호 미션책임자는 지난 하야부사 1호의 성과에 대해 위와 같이 설명했다. 그는 지난 2006년 하야부사 1호 미션에 합류한 이래 하야부사 2호 연구 책임자를 역임한 천체 역학 전문가이다.  

일본은 하야부사 1호가 채취한 캡슐에서 발견된 미세한 알갱이를 통해 일본은 소행성 표면 성분 분석 등 과학적 연구를 활성화하고 있다.   

마코토 요시카와 미션책임자는 이처럼 소행성 탐사가 과학(Science), 우주방위(Spaceguard), 인간탐사 미션(Manned Mission), 자원(Resource), 공학(Engineering), 문화(Culture) 등의 측면에서 활용성이 높다고 강조했다. 

또 지구근접물체(NEO)에 대한 대비, 태양계의 기원 파악, 광물 채취 등으로 이어질 수 있다.

하지만 과학적으로 여러가지 난제들을 해결해야 한다. 특히 착륙지 선정부터 충격파가 만드는 크레이터 등과 관련된 문제들을 대비해야 한다. 충격파로 인해 일부 지역이 오염되는 등 영향이 발생할 가능성도 존재한다.

현재 하야부사 2호 연구진은 30~40대 연구진이 주축으로 활동하고 있다. 그는 젊은 층과 신구조화를 통해 미션을 성공적으로 완수하는 것이 목표다. 그는 6월말부터 착륙지 선정을 논의하는 등 분주한 시간을 보내게 될 예정이다.

그는 "소행성 회전 등 각종 변수들이 있어 굉장히 도전적인 일이 될 것"이라면서 "단순히 지표면 뿐만 아니라 지표면 아래까지도 탐사하는 것이 목표다. 하야부사 2호의 성공적 미션 수행을 위해 최선을 다할 것"이라고 말했다.

마지막으로 그는 한국 연구자들과 더 많은 협력 가능성도 열어뒀다. 실제 그는 하야부사 프로젝트에서 소행성의 회전주기와 3차원 형상 모델 연구에 활용할 수 있는 광도곡선 연구를 천문연 연구진과 수행했다. 현재 일본 정부에서도 우주 예산이 감소하고 있어 국제 협력 필요성이 점차 커지고 있다. 전체 미션을 수행하기에 예산이 충분하지 않으니 함께 연대해야 한다는 것이다. 

"개인적으로 한국의 잠재력 있는 과학자들과 협력하고 싶은 생각이 많습니다. 하야부사와 관련된 다양한 자료들을 분석하고 활용하며 협력할 수 있을 것이라고 생각합니다."