인류가 달 다음으로 주목하는 탐사 대상 화성에 기존의 계산보다 최대 4배 빨리 다녀올 지름길이 발견됐다. 지금 기술로 지구에서 화성을 갔다 오려면 400~500일이 소요될 것으로 학계는 보고 있다.
브라질 노테플루미넨세주립대학교(UENF) 연구팀은 17일 공식 채널을 통해 지구와 화성의 왕복 일수를 기존 대비 약 4분의 1로 줄일 새로운 경로를 발견했다고 전했다.
연구팀은 지구 가까이 접근하는 소행성들의 궤도를 분석하던 중, 행성 간 이동에 활용 가능한 경로들을 특정했다. 지금까지 방법으로는 최장 500일 걸리는 지구와 화성 간 왕복 시간이 단 123일로 단축될 가능성을 연구팀은 떠올렸다.
지구에 접근하는 천체, 즉 NEO(near-earth object)는 미 항공우주국(NASA)을 비롯해 각국의 우주개발 주체들이 철저하게 감시 중이다. 연구팀은 이런 활동이 소행성의 접근 경로를 바탕으로 하는 점에서, 최적의 행성 간 이동 거리도 뽑아낼 수 있다고 봤다.
UENF 행성학자 마르셀루 디 올리베이라 소자 교수는 “현재까지 NASA가 확인한 모든 소행성은 최소 100년 동안은 지구와 충돌하지 않을 것으로 보인다”며 “이 방대한 관측 데이터가 행성 방위 외에 어떤 역할을 할까 고민하다 행성 간 이동 경로를 떠올렸다. 특히 2001년 발견된 ‘2001 CA21’에 주목했다”고 말했다.
원래 소행성이 처음 발견된 직후에는 궤도 계산에 큰 불확실성이 동반된다. 관측을 거듭할수록 정확도가 높아져 최종 궤도가 확정되는 구조다. 계산을 거듭한 결과, 소행성 ‘2001 CA21’은 지구 궤도 근처를 통과할 뿐만 아니라 화성 궤도와 교차하는 드문 경로를 따라간다.
지금까지 분석된 ‘2001 CA21’ 궤도는 지구와 화성 양쪽의 공전 궤도와 교차하는 특수한 형태다. 연구팀은 이 소행성의 궤도면 기울기에서 5° 이내에 들어가는 화성 경로를 몇 개 산출했다.
마르셀루 교수는 “지구와 화성이 약 26개월마다 가장 가까워지는 충은 2027년, 2029년, 2031년 도래한다”며 “우주선의 에너지 효율과 궤도 조건을 동시에 만족하는 것은 2031년의 충”이라고 설명했다.
이어 “2031년 충에 맞춘 경로 중 두 개의 짧은 왕복 루트가 파악됐다”며 “하나는 지구에서 화성까지 33일, 화성에서 지구까지 90일, 왕복 123일의 경로이고, 두 번째는 지구에서 화성까지 56일, 화성에서 지구까지 135일, 왕복 191일의 이동 경로”라고 덧붙였다.
현재 기술로 지구에서 화성에 가려면 편도에 대략 6~9개월 걸린다. 화성에 도달한 우주선은 최소한의 연료로 가장 효율적으로 지구에 도달할 호만 전이 궤도를 기다려야 하므로 일정 기간 체류해야 한다. 모든 조건을 따질 때, 지구에서 화성을 다녀올 때 걸리는 시간은 400~500일로 추측된다.
연구팀의 성과는 소행성 초기 궤도 데이터라는, 지금까지 행성 방위 분야에서만 활용되던 정보를 이용한 점에서 관심을 모았다. 지구와 화성 모두 태양 주위를 공전하므로, 두 행성의 위치는 끊임없이 변하기에 우주선은 행성의 움직임을 미리 예측하면서 최적의 곡선을 그리도록 궤도를 설계해야 한다.
다시 말해 이번 연구는 지구에서 어떤 행성까지 가는 걸리는 시간을 향후 NEO의 정보를 토대로 추산할 가능성을 보여줬다. 연구팀은 화성 외의 천체 왕복에 필요한 최단 루트를 더 조사할 계획이다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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