이달 5일 미국 우주개발 업체 스페이스X의 팰컨9 로켓 상단부가 달에 떨어진다. 우주쓰레기 사고처럼 들리지만, 과학자들은 이번 충돌을 손꼽아 기다리고 있다. 자연 상태에서는 좀처럼 보기 어려운 달 충돌 현상을 직접 관측할 기회이기 때문이다.
미국 텍사스대학교 연구팀은 지난달 말 논문 저장소 아카이브(arXiv)에 낸 조사 보고서를 통해 오는 5일 예정된 팰컨9 로켓 상단부의 달 충돌이 대규모 먼지기둥을 일으킬 가능성을 제기했다. 연구팀은 충돌 직후 달 표면에서 분출된 먼지가 무려 75~100㎞ 높이까지 치솟을 수 있고, 초기 수분 동안 지구의 대형 망원경 관측이 가능할 것으로 봤다.
이번에 달과 충돌하는 팰컨9 로켓은 2025년 1월 발사됐다. 당시 로켓은 미국 파이어플라이 에어로스페이스의 달 착륙선 블루 고스트와 일본 민간 우주개발 업체 아이스페이스의 달 착륙선 레질리언스를 우주로 보냈다.
임무를 마친 상단부는 원래 폐기 궤도로 보내거나 지구 대기권에서 소멸하는 것이 이상적이지만, 이번에는 추진제를 모두 사용한 상태여서 추가 기동을 하지 못했다. 이후 약 1년 반 동안 지구와 달 사이 우주 공간을 떠돌던 상단부는 결국 달의 중력에 붙잡혀 충돌 궤도에 들어갔다.
학자들은 이 예상치 못한 충돌을 세계 각국 천문대로 관측하고, 이후 달 탐사의 자료로 활용할 계획이다. 충돌 섬광의 밝기와 지속 시간, 먼지기둥의 높이, 새로 생긴 크레이터의 크기를 분석하면 달 표면을 덮고 있는 레골리스의 물리적 특성을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
이번 충돌은 향후 달 탐사에 큰 의미가 있다. 미 항공우주국(NASA)의 아르테미스 계획과 중국, 유럽, 일본의 달 기지 구상이 현실화하면 달 표면의 충돌과 먼지의 거동은 사람과 장비의 안전에 직접 영향을 줄 수 있다. 작은 충돌 하나가 달 환경을 이해하는 중요한 실험 자료가 되는 셈이다.
연구팀은 특히 충돌 직후 형성되는 먼지기둥이 얼마나 높이, 그리고 빠르게 퍼지는지 정밀 관측하면 향후 달 착륙선의 엔진 분사나 소행성 충돌 시 발생하는 분출 현상을 해석하는 기준이 된다고 전망했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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