시속 8690㎞ 달 충돌한 스페이스X 팰컨9 잔해, 폭 30m 크레이터 형성 추정

4톤 금속 덩어리가 달 뒤편을 강타했다 — 209톤 쓰레기 더미의 최신 보고서

무게 4톤, 시속 8,690㎞ — 달 뒤편에서 벌어진 일

8월 5일(현지시간), 수개월간 우주 공간을 떠돌던 스페이스X 팰컨9 로켓의 2단부 잔해가 달 뒤편 아인슈타인 크레이터 인근에 충돌했다. 미국 경제매체 포브스와 로이터통신 등에 따르면, 무게 8,800파운드(약 4톤)짜리 금속 덩어리는 시속 5,400마일(약 8,690㎞)의 속도로 달 표면에 부딪혔다. 달에는 지구 대기권과 같이 낙하 물체를 감속·연소시키는 환경이 없기 때문에, 충돌 에너지 대부분이 표면에 그대로 전달됐을 것으로 분석된다.

충돌 지점이 달 뒤편이라는 점에서 실시간 관측은 불가능했다. 달은 자전 주기와 공전 주기가 일치해 한쪽 면만 항상 지구를 향하는 조석 고정 상태에 있다. 즉, 아인슈타인 크레이터 인근 충돌 현장은 지구에서 어떤 망원경을 동원해도 직접 볼 수 없는 영역이다.

팰컨9 2단부의 이동 경로

이 잔해의 시작은 2025년 1월 15일로 거슬러 올라간다. 당시 팰컨9은 미국 플로리다주 케네디 우주센터에서 발사됐다. 탑재한 화물은 두 대의 무인 달 탐사선이었다. 미국 우주 기업 파이어플라이(Firefly Aerospace)의 ‘블루고스트(Blue Ghost)’와 일본 우주 기업 아이스페이스(ispace)의 ‘리질리언스(Resilience)’가 그것이다.

발사 이후 1단 로켓(하단부)은 스페이스X의 재사용 기술에 따라 지구로 귀환했다. 그러나 2단 로켓(상단부)은 달 궤도 너머로 진입하면서 회수 계획 없이 우주 공간에 남겨졌다. 이후 잔여 연료를 소진한 2단부는 제어가 불가능해진 상태로 수개월간 궤적을 이어갔다. 올해 초에야 이 잔해가 달로 향하는 궤도에 진입했을 것으로 관측되면서 추적이 시작됐다.

추적이 뒤늦게 이뤄진 경위

2단 로켓 잔해에 대한 본격적인 추적은 충돌 예측이 제기된 뒤에야 이뤄졌다. 이미 연료를 배출하고 제어 불능 상태가 된 뒤였기 때문에, 인위적인 궤도 조정은 불가능했다. 우주 물체 추적 전문가들이 분석한 결과 달 충돌 가능성이 높아졌고, 이후 충돌 일시와 예상 지점이 좁혀졌다. 충돌 자체는 예고된 시나리오였지만, 달 뒤편이라는 위치 특성 탓에 충돌 이후 크레이터 형성 여부도 별도 관측을 통해서만 확인할 수 있다.

예상 크레이터 규모와 과학적 의미

전문가들은 이번 충돌로 달 표면에 폭 약 30m(100피트), 깊이 약 5m(16피트) 규모의 새 크레이터가 형성됐을 것으로 추정한다. 보스턴대 우주물리학 센터의 행성과학자 칼 슈미트는 “이런 사건이 일어나는 것은 매우 드문 일로, 달의 대기가 어떻게 작용하는지 이해할 수 있는 기회를 제공한다”고 말했다.

슈미트의 언급에서 ‘달의 대기’는 엄밀히는 극도로 희박한 외기권(exosphere)을 뜻한다. 지구 대기처럼 물체를 연소시키는 환경이 아니라, 월면 입자가 충돌 에너지에 의해 일시적으로 방출되는 현상을 가리킨다. 이번처럼 질량·속도·재질이 파악된 물체가 충돌할 경우, 그 이후 형성된 크레이터를 분석해 달 표층의 물성과 충돌 역학 모델을 검증하는 데 활용할 수 있다는 것이 관련 분야의 설명이다. 이 크레이터는 향후 달 궤도 탐사선의 후속 관측 대상이 될 것으로 보인다.

달에 쌓인 인공 파편 209톤

이번 충돌로 달에 남겨진 인공 파편의 총량은 더 늘었다. 아폴로 프로젝트를 포함한 역대 달 탐사 임무에서 남겨진 추진체, 탐사선 잔해, 착륙선 하강 단계 부품 등을 합산하면 이미 209톤을 넘어선 것으로 추정된다. 여기에 이번 팰컨9 2단부 4톤이 추가됐다.

달 파편의 역사는 우주 탐사 초창기로 이어진다. 1950~60년대 무인 탐사선들은 연착륙 기술 없이 달에 직접 충돌하는 방식으로 임무를 마쳤고, 아폴로 미션 당시 비행사들은 귀환 중량을 줄이기 위해 장비와 폐기물 일부를 달 표면에 두고 왔다. 수십 년치 탐사의 흔적이 209톤이라는 숫자로 누적돼 있다.

“여전히 부주의한 처리 방식”이라는 지적

천문학 소프트웨어 개발자 빌 그레이는 이번 사례에 대해 “남겨진 우주 쓰레기의 처리 방식이 여전히 부주의하다는 것을 보여 주는 사례”라고 지적했다. 이 로켓 잔해는 발사 당시부터 회수나 제어 재진입(controlled reentry) 계획 없이 운용됐다. 임무를 마친 2단부가 어느 궤도를 떠돌다 어디로 향할지에 대한 추적이 뒤늦게야 이뤄진 것도 이 문제의 연장선으로 읽힌다.

지구 저궤도(LEO)에서는 국제우주정거장(ISS) 안전 등의 이유로 위성 파편 추적과 충돌 회피 절차가 어느 정도 갖춰져 있다. 반면 달 공간에 대해서는 그에 준하는 국제 체계가 사실상 없다. 이번 충돌은 그 공백이 구체적인 사건으로 가시화된 사례로 기록될 것으로 보인다.

달 탐사 경쟁 심화, 파편 문제는 더 커질 전망

앞으로 달 환경은 더 복잡해질 가능성이 높다. NASA는 아르테미스 계획 아래 달 기지 건설을 추진 중이고, 중국도 독자적인 유인 달 탐사 계획을 진행하고 있다. 파이어플라이와 아이스페이스처럼 민간 기업의 달 탐사 참여도 빠르게 늘고 있다. 발사 빈도와 임무 규모가 커질수록 달 표면에 남겨지는 인공 파편의 양도 증가할 것이라는 분석이 나온다.

현재 달 표면 파편을 규제하는 구체적인 국제 협약은 없다. 1967년 발효된 외기권 조약(우주조약)은 우주 공간 이용의 일반 원칙을 담고 있지만, 달 표면에 남겨지는 인공물 처리에 관한 기준은 포함하지 않는다. 달 기지 건설이 현실화되는 국면에서 착륙·이착륙 구역 주변 파편 관리 문제가 운용 안전과 직결될 수 있다는 지적도 제기된다. 관련 규범 논의의 필요성이 높아지고 있다는 분석이 나오지만, 구체적인 국제 합의 일정은 아직 정해지지 않은 상태다.

출처: 한국일보