탐사선 100km 거리서 본 화성의 달…‘데이모스’ 뒷면 첫 포착

아랍에미리트 탐사선 100km 거리서 촬영
지름 12km…화성 앞면에 고정된 채 공전
소행성이 아닌 화성에서 기원한 천체인듯

아랍에미리트의 탐사선 아말이 100km 거리에서 촬영한 화성 위성 데이모스의 뒷면. EMM 제공

화성에는 포보스와 데이모스라는 이름의 두 위성이 있다.

하지만 지구의 달(지름 3475km)에 비하면 크기가 워낙 작다. 포보스가 22km, 데이모스가 12.4km다. 위성이라는 이름으로 부르는 게 맞나 싶을 정도다. 행성과의 거리도 태양계 위성 중 가장 가깝다. 평균 거리가 포보스는 6000km, 데이모스는 2만3460km다. 화성에 가까운 만큼 공전 주기도 매우 짧다. 포보스는 7시간39분, 데이모스는 30시간이다.

지구의 달과 같은 점도 있다. 화성을 향해 앞면이 고정된 채 돈다는 점이다. 따라서 화성 탐사선들이 지금까지 촬영한 위성 사진은 모두 앞면이다.

아랍에미리트의 우주탐사선 아말(희망이란 뜻)이 화성의 작은 위성 데이모스를 100km 거리까지 근접비행하면서 처음으로 데이모스의 뒷면을 촬영했다. 25분에 걸쳐 촬영한 27장의 사진은 1977년 미국의 화성 탐사선 바이킹 2호가 30km 거리를 근접비행한 이후 가장 가까운 거리에서 촬영한 것이기도 하다.

최근접 거리에서 촬영한 데이모스의 입체사진. EMM 제공

과학자들은 사진을 분석한 결과, 데이모스가 화성의 중력 때문에 붙잡혀 버린 소행성이 아니라 화성과 함께 형성된 것이라는 가설에 더 설득력이 있는 것으로 말했다고 국제학술지 <네이처>는 전했다.

에미리트화성임무(EMM) 프로젝트의 과학책임자 헤사 알 마트로우시는 지난 24일 오스트리아 비엔나에서 열린 유럽 지구과학연합 총회에서 이 사진을 공개하면서 3월10일 첫번째 근접비행 때 찍은 사진을 처음 접했을 때의 흥분을 이야기하며 “솔직히 너무나 놀라웠다”고 말했다.

아말 궤도선은 근접비행하는 동안 적외선에서 극자외선까지 넓은 스펙트럼을 포괄하는 3개의 관측장비로 데이모스를 촬영했다. 과학자들이 스펙트럼을 분석한 결과 흥미로운 점이 발견됐다. 데이모스의 구성 물질은 소행성에서 흔히 발견되는 탄소가 풍부한 암석이 아니라 화성 표면에서 볼 수 있는 물질과 유형이 비슷했다. 대부분이 화성 지각에서 볼 수 있는 현무암이었다. 이는 데이모스가 화성과 함께 생겨났거나 화성에서 떨어져나갔을 가능성이 크다는 걸 시사한다.

아랍에미리트의 화성 궤도선 ‘아말’ 상상도. MBRSC 제공

3천여개 사진으로 화성 지도 작성

아말이 데이모스를 이렇게 가까운 거리에서 촬영할 수 있었던 것은 데이모스의 공전 궤도와 비슷한 거리에서 화성을 돌고 있기 때문이다. 화성에 바짝 다가가서 도는 다른 궤도선과 달리 아말은 2만~4만3000km 거리의 타원궤도로 돈다. 화성을 먼 거리에서 도는 이유는 기후도 작성을 위해 한 번에 가능한 한 넓은 지역을 관측하기 위해서다. 따라서 데이모스에 근접비행할 수 있는 구간이 생긴다.

임무팀은 내년까지 몇차례 더 예정돼 있는 근접비행을 통해 데이모스의 구성 물질과 기원에 관한 단서들을 추가로 확보할 수 있을 것으로 기대했다.

아말은 그러나 포보스는 근접비행할 수 없다. 포보스는 화성 표면에서 6000㎞ 떨어진 궤도를 돌고 있어, 2만km 이상 떨어져 있는 아말의 궤도와 큰 차이가 난다.

아말 궤도선이 촬영한 3천장의 사진을 합성해 만든 화성 지도. 아부다비뉴욕대 제공

아부다비 뉴욕대와 아랍에미리트우주과학센터는 또 아말이 화성 1년(지구 2년)간 촬영한 3천개의 이상의 영상을 합쳐 화성 지도를 작성했다.

아부다비 뉴욕대 연구진은 “이 지도는 극지 만년설, 화산, 고대 강의 흔적, 호수, 계곡, 충돌분지 등 붉은 행성의 지형적 특징을 탁월한 해상도로 보여준다”고 밝혔다.

아말은 2020년 7월 지구를 출발해 2021년 2월 화성 궤도에 도착했다. 아말의 주요 임무는 화성 대기와 계절 변화를 연구하는 것이다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr