[참고자료] 천문연 OWL-Net으로 관측한 NASA 다트 탐사선 소행성 디모포스 충돌 실험 현장 – KS News

천문연 OWL-Net으로 관측한 NASA 다트 탐사선 소행성 디모포스 충돌 실험 현장

□ 개요

ㅇ 한국천문연구원(이하 천문연)은 우주물체 전자광학 감시네트워크(이하 OWL-Net, Optical Wide-field patroL Network)로 NASA 다트 탐사선의 소행성 디모포스 충돌 실험 현장을 포착했다. 관측 결과 충돌 직후 소행성 표면에서 먼지가 분출되는 모습(dust plume)을 확인했다. 

□ 다트 탐사선 소행성 충돌 순간 영상

 – 촬영 장비: 천문연 OWL-3호기 0.5미터 망원경

 – 촬영 위치: 이스라엘 미츠페라몬 WISE 천문대

 – 촬영 일시: 9/26 23:09-23:54 (UT), 9/27 08:09-08:54 (한국시간)

 – 동영상 : 다트 탐사선 소행성 충돌 모습. 궤도를 돌고 있는 소행성 디모포스가 충돌하자 먼지가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

다운로드 링크: http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoIGrDFWucP-MM~.avi

□ 다트프로젝트 DART(Double Asteroid Redirection Test Project) 

ㅇ 미국항공우주국(National Aeronautics and Space Administration, NASA)의 쌍소행성궤도변경실험(Double Asteroid Redirection Test, DART)은 운동역학 충돌체(Kinetic impactor)를 활용해 인공적으로 소행성 궤도를 변경하는, 인류 최초로 시도하는 지구방위(planetary defense) 실험이다.

ㅇ 다트 우주선은 미국 현지 시간으로 2022년 9월 26일 오후 7시 14분(한국 시간 2022년 9월 27일 오전 8시 14분)에 근 지구 쌍 소행성(near-Earth binary asteroid)인 디디모스(Didymos)의 위성 소행성 디모포스(Dimorphos)에 충돌에 성공했다. 

ㅇ 다트 임무는 운동역학 충돌체를 인공적으로 소행성에 충돌시키는 기술을 확보하는 동시에 대상 천체의 질량과 구성성분, 내부 구조 등 세부 자료를 조사해 실제로 소행성이 지구에 충돌하는 긴급 상황에 이에 대비할 수 있는 기반 기술을 확보하는 것을 목표로 한다.

□ 한국측 다트프로젝트 참여 방법 및 관측 포인트

ㅇ DART는 우주선 본체가 운동역학 충돌체로 직접 소행성에 충돌하기 때문에 충돌 이후 나타나는 변화를 직접 관측하는 것이 불가능하다. 우주선에 함께 싣고 갔다가 충돌 직전에 사출될 이탈리아 우주국(Italian Space Agency, ASI)의 큐브셋(cubesat) 리시아큐브(LICIACube, Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids)를 이용해 DART 우주선의 충돌 장면을 관측한다. 그러나 리시아큐브는 DART 우주선의 약간 뒤쪽에서 우주선과 디모포스의 충돌 장면을 촬영한 직후 디모포스를 지나쳐 갈 예정이기 때문에 실제로 충돌 이후에 디모포스를 관찰하기는 어려울 것으로 보고 있다.

ㅇ 이에, 다트 임무팀은 세계 각국의 지상 망원경과 허블 우주망원경, 제임스웹 우주망원경 등을 활용해 디디모스를 관측해 충돌로 인해 일어나는 여러 현상을 감시, 디모포스의 궤도 변화를 확인 중이다.

ㅇ 천문연은 산하 보현산천문대 1.8m 망원경, 레몬산천문대 1.0m 망원경, 소백산천문대 0.6m 망원경, 우주물체 전자광학 감시네트워크(OWL-Net, Optical Wide-field patroL Network) 0.5m 망원경 등을 이용해 디모포스의 궤도 변화를 조사 중이다. 충돌 후 약 2주간은 먼지 분출 등으로 지상망원경을 이용한 궤도 변화 산출이 어려우므로 이후 집중적으로 관측을 수행할 예정이다.

□ 다트 충돌 실험 의미

ㅇ 다트 우주선은 약 170m 크기의 디모포스에 6.6km/초의 속도로 충돌했다. 그러나 이 과정은 다트 우주선이 디디모스와 디모포스를 구분하고 식별한 뒤, 1시간 이내에 이뤄져야 하므로 고도 기술이 요구된다.

ㅇ 다트 임무 팀은 미국 존슨 홉킨스 대학(Johns Hopkins University)의 응용물리학 연구소(Applied Physics Laboratory, APL)에서 개발한 미사일 유도 알고리즘을 활용해 만든 소형 자동 실시간 항법 장치(Short for Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation, SMART Nav)를 활용해 지구와의 통신과 지원 없이 스스로 비행궤적을 결정(자율항법)하는 최첨단 시스템을 갖춰 이를 활용했다.

□ 다트 프로젝트 관련 참고용 일반 영상 

 ㅇ 표적천체를 조준하는 DART (Credit: JPL DART Navigation Team)

   2022년 7월 27일 DART 우주선의 탑제체인 고해상도 카메라(The Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation, DRACO)를 이용해 관측한 디디모스의 영상, 243장의 영상을 합성하여 획득된 영상

ㅇ DART 충돌 애니메이션 (Credit: NASA/Johns Hopkins APL)

영상: https://www.youtube.com/watch?v=FSL3sBDL7YM