달에 새로 생긴 거대 구멍…원인은 스페이스X 팰컨9 로켓

팰컨9 상단부 1년 넘게 표류하다 충돌
직접 촬영은 실패했지만 원소 분출 포착
NASA 달정찰궤도선 후속 확인

우주 공간을 1년 7개월가량 떠돌던 스페이스X의 팰컨9 로켓 상단부가 시속 8700㎞의 속도로 달 표면에 충돌한 것으로 확인됐다. 충돌 장면이 직접 촬영되지는 않았지만, 천문학자들은 충돌 직후 나타난 원소 분출 흔적을 근거로 로켓이 달에 떨어진 것이 확실하다고 판단했다.

5일(현지시간) AP통신과 미국 항공우주국(NASA) 등 외신은 무게 약 4t, 길이 12m가 넘는 팰컨9 로켓 상단부는 이날 오전 6시 35분께 달의 아인슈타인·벨 크레이터 인근에 충돌한 것으로 보인다고 전했다. 충돌 지점은 지구에서 바라본 달의 밝은 서쪽 가장자리로, 달의 앞면과 뒷면이 맞닿는 경계에 가까워 지상에서 관측하기 어려운 곳이다.

우주 공간을 1년 7개월가량 떠돌던 스페이스X의 팰컨9 로켓 상단부가 시속 8700㎞의 속도로 달 표면에 충돌한 것으로 확인됐다. 로이터연합뉴스

로켓 상단부는 초속 약 2.4㎞, 시속으로는 약 8700㎞에 달하는 속도로 달 표면을 강타했다. 무게와 속도를 바탕으로 계산한 충돌 에너지는 TNT 폭약 약 3t이 한꺼번에 폭발하는 수준이다. NASA는 충돌로 지름 약 18m, 깊이 약 4m의 구덩이가 생겼을 것으로 예상했다. 별도 연구진은 충돌구 지름을 약 40m로 추산하는 등 분석 모델에 따라 규모에는 차이가 있다.

충돌 순간을 담은 사진이나 영상은 아직 확보되지 않았다. 다만 보스턴대학교 연구진은 칠레에 있는 유럽남방천문대의 초거대 망원경을 통해 충돌 직후 수십㎞에 걸쳐 퍼진 나트륨과 리튬의 흐름을 관측했다. 달 표면에서 발생한 나트륨과 로켓 소재에서 나온 것으로 추정되는 리튬이 5∼10분 동안 검출되면서 충돌을 뒷받침하는 증거가 됐다. 이번에 추락한 물체는 지난해 1월 15일 미국 파이어플라이 에어로스페이스의 달 착륙선 '블루고스트 미션1'과 일본 아이스페이스의 달 착륙선 '리질리언스'를 발사한 팰컨9 로켓의 2단부다.

블루고스트는 달 착륙에 성공했지만 리질리언스는 착륙 과정에서 추락했다. 두 착륙선을 달로 향하는 궤도에 올려놓은 로켓 상단부는 남은 연료를 방출한 뒤 통제할 수 없는 상태로 우주 공간에 남았다. 이후 태양 활동과 지구·달의 중력이 복합적으로 작용하면서 달과 충돌하는 궤도에 들어선 것으로 분석됐다.

이번 충돌은 달 탐사가 확대되는 상황에서 지구와 달 사이 우주 공간인 '시슬루나 공간'의 잔해 관리 문제를 다시 부각했다. 1950년대 이후 달 표면에 남겨진 탐사선과 로켓, 각종 장비 등 인공 물체의 전체 질량은 200t을 넘는 것으로 추산된다. AP연합뉴스

충돌 때 발생한 먼지와 암석의 분출 규모에도 관심이 쏠린다. 사전 시뮬레이션에서는 부채꼴로 퍼지는 먼지 장막이 달 표면에서 약 15∼20㎞ 높이까지 올라가고, 중심부의 가느다란 분출 기둥은 최고 75∼100㎞까지 도달할 가능성이 제기됐다. 정확한 충돌 지점과 충돌구 규모는 달 궤도선 관측을 통해 확인할 전망이다. NASA의 달정찰궤도선(LRO)과 한국의 달 궤도선 다누리에 탑재된 '섀도 캠'이 충돌 전후의 달 표면을 촬영할 예정이다. 다만 조명과 궤도선의 위치 등에 따라 영상 확보에는 수일 이상이 걸릴 수 있다.

이번 충돌은 달 탐사가 확대되는 상황에서 지구와 달 사이 우주 공간인 '시슬루나 공간'의 잔해 관리 문제를 다시 부각했다. 1950년대 이후 달 표면에 남겨진 탐사선과 로켓, 각종 장비 등 인공 물체의 전체 질량은 200t을 넘는 것으로 추산된다. NASA는 로켓 상단부를 달 표면에 계획적으로 충돌시키는 방식 자체는 기술적으로 인정되는 안전한 폐기 수단이라고 설명했다. 다만 이번 충돌은 계획된 폐기가 아니었다. 전문가들은 앞으로 달 궤도와 표면에 탐사선, 과학 장비, 유인기지가 늘어나면 통제되지 않은 로켓 잔해가 시설과 인명에 위협이 될 수 있다며 보다 정밀한 추적과 국제적인 처리 기준이 필요하다고 지적했다.

방제일 기자 zeilism@asiae.co.kr