전자·IT·통신

치명적인 소행성 충돌로부터 지구를 보호하는 방법


다음 기사는 MIT Reader Press의 허가를 받아 재인쇄되었습니다. 읽다 오리지널 스토리 여기.

5월 말, 대낮에 매사추세츠 전역과 그 너머의 주민들은 하늘에서 밝은 섬광을 보았고, 뒤이어 두 개의 음파 붐이 창문을 덜컥거리고 집을 흔들고 긴급 전화가 쇄도했습니다. 어떤 사람들은 방금 지진을 경험했다고 생각합니다. 다른 사람들은 그것이 천둥, 폭발, 또는 군사 교량이라고 생각했습니다.

그러나 모든 과대광고의 진짜 근원은 말 그대로 이 세상에서 나왔습니다. 지름이 약 5피트이고 무게가 코끼리만큼 무거운 작은 운석이 놀라운 시속 42,000마일의 속도로 대기권으로 진입한 후 지구 표면에서 수십 마일 위에서 분해되었습니다. 폭발로 인해 TNT 230~300톤에 해당하는 압력파가 대기 중으로 방출되었으며, 남은 파편은 케이프 코드 만(Cape Cod Bay)에 떨어졌을 가능성이 높습니다.


과학저널리즘 지원에 대하여

이 기사가 마음에 드셨다면 수상 경력이 있는 저널리즘을 지원해 보시기 바랍니다. 구독하다. 구독을 구매하시면 오늘날 우리 세계를 형성하는 발견과 아이디어에 대한 영향력 있는 이야기의 미래를 보장하는 데 도움이 됩니다.


이 이야기는 최근의 성공 덕분에 이미 평소보다 우주에 열광하고 있던 미국 대중의 관심을 빠르게 사로잡았습니다. 아르테미스 2세. 그러나 그것은 공간이 보이는 것만큼 온화하거나 비어 있지 않다는 것을 극명하게 상기시켜 주는 역할을 했습니다. 대신, 우리 태양계는 운석뿐만 아니라 혜성, 소행성 및 기타 우주 잔해와 같은 더 큰 물체인 날아다니는 발사체로 가득 찬 천상의 사격 갤러리이며 지구는 직접 사격의 선상에 있습니다. 예를 들어, 5월 초에 새로 발견된 소행성 2026 JH2는 지름이 50~115피트로 추정되며 지구에서 “단” 56,000마일만큼 빗나갔습니다. 충돌 경로에 있었다면 대도시를 쉽게 파괴할 수 있었을 것입니다.

하지만 이마저도 인류 최악의 악몽은 아니었을 것이다. 결국, 일부 천체는 JH2보다 훨씬 더 클 수 있으며, 국가 전체는 물론 대륙까지도 파괴할 수 있을 만큼 클 수 있습니다. 영국의 물리학자 스티븐 호킹(Stephen Hawking)은 우주 충격이 인류에게 가장 큰 위협 중 하나이며, 그 어떤 세계적인 유행병이나 지상의 자연 재해보다 훨씬 더 크다고 믿습니다. 질문은 그런게 아닌데 만약에 우리는 직격탄을 맞을 것이다 언제.

불행하게도 우리 인간은 직경이 수 마일에 달하는 희귀한 거대 발사체에 대항할 힘이 없습니다. 그리고 공룡과는 달리, 우리는 6600만년 전에 지구와 충돌한 것과 같은 폭 6마일 크기의 킬러 소행성의 접근을 볼 수도 있습니다. 그러나 이를 멈추거나 경로를 바꾸는 것은 불가능합니다. 이는 마치 탁구공을 던져 다가오는 트럭을 멈추려는 것과 같습니다. 직경이 약 2/3 마일보다 큰 대부분의 지구 근처 물체(NEO)를 감지했으며 지구와 충돌 경로에 있는 물체는 없다는 사실을 발견했지만 천문학자들은 다음 주에 몇 년 내에 행성과 충돌할 거대한 혜성을 발견할 가능성이 있습니다. 다시 한번 말씀드리지만, 이를 막기 위해 우리가 할 수 있는 일은 없습니다.

만약 우리가 그는 그렇습니다 우주의 영향으로부터 자신을 보호하려면 크기가 약 100야드에서 약 0.5마일에 이르는 중간 크기의 물체에 초점을 맞춰야 합니다. 그 수가 비교적 많고 수천만 명의 희생자를 쉽게 초래할 수 있습니다. 지구는 평균 10만년에 한 번씩 직경 400야드의 소행성과 충돌한다. 유럽에서 충돌이 일어난다면 프랑스 같은 나라는 지도에서 완전히 사라지고, 대륙 전체가 상상할 수 없는 재난 지역으로 변할 것이다. 이론적으로는 그러한 효과를 예방할 수 있으므로 구체적으로 그렇게 할 가능성을 탐구하지 않는 것은 미친 짓입니다.

이는 뉴저지주 프린스턴 고등연구소의 네덜란드 천체물리학자 피에트 헛(Piet Hutt)도 생각한 것이다. 1998년 할리우드 블록버스터 이후 몇 년 후 깊은 영향 그리고 아마겟돈 일반 대중에게 영향의 가능성을 직접 보여주기 위해 Hutt는 그러한 최후의 날 시나리오를 피하는 방법에 대한 워크숍을 조직했습니다. 1년 후인 2002년 10월, 그는 동료 천문학자 및 두 명의 전직 우주 비행사와 함께 천체가 어떻게 접근하는지 조사하는 것을 목표로 하는 민간 비영리 단체인 B612 재단을 설립했습니다.

10년 전, 재단은 잠재적으로 위험한 소행성을 찾기 위해 센티넬(Sentinel)이라는 위성을 발사하려는 야심찬 계획을 세웠습니다. 자금 부족으로 인해 프로젝트가 취소되었지만 B612 재단은 여전히 ​​행성 방어 기술에 대한 진지한 연구를 선도하는 옹호자 중 하나입니다.

반면 NASA, 유럽우주국(ESA) 등 정부 기관은 가만히 있지 않는다.

NASA에는 자체 행성 방어 조정 사무소가 있고, 유럽 우주국(European Space Agency)은 소행성 편향에 대한 가장 그럴듯한 방법을 연구하는 EU 지원 연구 프로그램인 NEOShield와 NEOShield-2에 투자했습니다. 미국 국립과학기술위원회는 자체 국가근접지구물체대비전략을 개발했으며, 유엔 우주평화이용위원회(COPUOS) 내에서도 우주 영향의 위협을 다루는 실무그룹이 있다. 국제 소행성 경고 네트워크 외에도 UN에는 이제 우주 임무 계획을 위한 자문 그룹이 있습니다.

말할 필요도 없이, 우주의 공격으로부터 인류를 보호하는 방법에 관해 지금 수많은 회의가 열리고 있습니다.

우리는 어떻게 지구를 보호할 것인가?

치명적인 충돌로부터 지구를 보호하는 것과 관련하여 현재 고려 중인 아이디어는 좋은 것부터 나쁜 것까지 다양합니다. 매우 나쁜.

예를 들어, 아마겟돈에서 일어났던 것처럼 원자폭탄으로 소행성을 폭파하는 것은 현명한 생각이 아닙니다. ‘수소폭탄의 아버지’로 불리는 에드워드 텔러가 오래전 제안한 옵션이지만 전혀 도움이 되지 않는다. 그러한 폭발로 인한 수많은 파편들은 여전히 ​​태양계를 통해 대략 같은 방향과 원래의 빠른 속도로 움직이고 있을 것입니다. 결과적으로 지구는 한 번의 큰 충돌이 아니라 일련의 작은 충돌과 그에 따른 모든 결과를 견뎌야 합니다.

보다 실용적인 해결책은 다가오는 천체를 약간 이동시켜 지구와 충돌하지 않고 지구 가까이를 통과하도록 하는 것입니다. 특히 몇 년 전에 영향이 닥칠 것을 미리 알 수 있다면 작은 추진력만으로도 재난을 피할 수 있습니다. 천문학자들이 2029년에 한동안 지구에 대혼란을 일으킬 것처럼 보였던 1,100피트 너비의 지구 근처 물체인 아포피스(Apophis)를 발견했을 때, 그들은 이미 초당 몇 마이크로미터의 단순한 속도 변화만으로도 예상되는 재앙을 피할 수 있을 것이라고 계산하고 있었습니다. 다행스럽게도 아포피스의 경우 개입할 필요가 없습니다. 소행성은 2029년 4월 13일 약 20,000마일 거리에서 지구를 안전하게 지나갈 것입니다.

그러나 NASA는 최근 최초의 성공적인 소행성 편향 테스트를 수행할 수 있었습니다. 2022년 9월, DART(이중 소행성 방향 전환 테스트) 우주선이 의도적으로 525피트 너비의 소행성 Dimorphos와 충돌했을 때 작은 천체가 편향되어 더 큰 모체 Didymos 주위의 궤도를 성공적으로 변경했습니다.

한편, 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)에서는 HAMMER 프로젝트가 계획 중입니다. HAMMER(긴급 대응을 위한 고속 소행성 완화 임무)는 지구 근처의 작은 물체에 고속으로 발사할 수 있는 무게 약 9톤의 10야드 길이의 천체 망치입니다. 10년의 경고 기간을 사용하면 충돌을 방지할 수 있을 만큼 너비 100야드의 물체를 편향시킬 수 있습니다. 더 큰 것이 땅을 향하고 있다면 10~20개의 망치를 보내면 됩니다. 또는 50명 또는 100명. 이것은 확실히 매우 비싼 제안이지만, 1억 명의 사람들을 구할 수 있다는 것을 의미한다면 비용은 분명히 부차적인 고려 사항입니다.

그건 그렇고, 작은 소행성을 원래 궤도 밖으로 밀어내는 더 저렴한 방법이 있습니다. 거대한 로켓 모터를 표면에 올려 놓으면 됩니다. 작은 로켓 엔진이 발사대를 우주로 운반할 수 있다면, 큰 엔진은 지구 근처 물체 전체를 최소한 약간씩 가속하거나 감속시킬 수 있어야 합니다. 로켓 연료의 원료는 소행성 자체의 구성을 사용할 수 있습니다. 수소는 얼음에서 추출하고 산소는 암석에서 추출할 수 있습니다. 또는 로켓 엔진을 사용하는 대신 지구 근처 물체의 물질을 고속으로 우주로 발사할 수도 있습니다. 이는 뉴턴의 세 번째 법칙 덕분입니다. 모든 행동은 동등하고 반대되는 반응을 일으키며, 결과적으로 반대 방향으로 일종의 로켓 효과가 발생합니다.

열역학도 흥미로울 수 있습니다. 예를 들어, 표면 물질이 증발하여 우주로 방출될 때까지 소행성 한쪽의 작은 영역을 가열할 수 있습니다. 효과는 표면의 로켓 엔진과 동일합니다. 가스는 한 방향으로 발사되어 소행성을 다른 방향으로 약간 밀어냅니다. 돋보기를 사용하여 종이나 신발끈에 불을 붙일 수 있다면, 거대한 렌즈가 장착된 대규모 위성 떼를 사용하여 햇빛을 소행성 표면에 집중시킬 수도 있습니다. 또한 전체 레이저 대포 함대는 천상의 껍질에서 가까운 거리에서 핵폭발과 마찬가지로 옵션입니다. 또 다른 제안은 야르코프스키 효과(즉, 햇빛이 회전하는 소행성에 미치는 작은 “밀기”)를 강화하거나 약화시키기 위해 지구 근처 물체를 얇은 반사 필름으로 감싸는 것입니다. 스프레이 페인트 캔으로 한 번 더 칠하는 것도 동일한 결과를 얻는 또 다른 방법입니다.

마지막으로, 아마도 덜 침습적인 옵션은 전 우주 비행사 Ed Low(B612 재단의 공동 창립자)와 그의 동료 Stan Love가 개발한 중력 트랙터로 알려진 것입니다. 크고 무거운 우주 탐사선이 될 장치는 지구 근처 물체와 함께 오랜 기간(수년에서 수십 년) 동안 비행한 다음 천천히 충돌 경로에서 멀어지게 합니다. 탐사선은 로켓 모터를 항상 작동 상태로 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 천체의 중력에 끌려가게 됩니다. 약간의 신중한 조작과 충분한 시간만 투자하면 킬러 소행성을 안전한 궤도로 견인할 수 있습니다.

너무 늦진 않았어

말할 필요도 없이, 이러한 모든 행성 방어 전략은 다소 공상적인 것처럼 보입니다. 이것은 행성 방어라는 전체 아이디어에 대한 복잡한 정치적 장애물이 없다는 것을 의미합니다.

상대적으로 작은 지구 근처 물체가 우리 행성을 향해 속도를 높여 댈러스(인구 백만 명이 넘는 도시) 도시를 지도에서 쓸어버릴 위협을 하고 있다고 가정해 보세요. 러시아와 중국이 ‘구출 임무’ 비용을 기꺼이 지원할 의향이 있을까요? 미국인들은 청두를 유지할 돈이 있습니까? 유럽 ​​사람들은 짐바브웨의 운명에 대해 관심을 갖고 있나요? 미국의 천문학자 칼 세이건(Carl Sagan)은 또 다른 문제를 예측했습니다. 한 국가가 작은 소행성의 방향을 바꿔 지구 근처를 지나갈 수 있는 능력이 있다면 동일한 기술을 사용하여 소행성을 적에게 떨어뜨릴 수도 있다는 것입니다. 이를 바탕으로 행성 방어라는 유토피아적 개념은 냉전의 천상의 버전으로 변할 수도 있고, 그보다 더 악화될 수도 있습니다.

이것이 바로 우주 영향의 위협을 다루는 유엔 특별위원회의 의제에 관한 문제입니다.

현재로서는 어떤 형태의 합의도 이루어지기 어렵습니다. 그러나 뭔가를 해야 합니다. 만약 당신이 사격선에 있다면, 당신은 자신을 보호하고 최선을 다해 자신을 방어해야 합니다. 우리는 위험을 식별하고, 가능한 모든 대응책을 고려하고, 필요할 경우 조치를 취할 준비를 해야 합니다. 코로나바이러스 대유행과 기후 위기에 맞서 싸우는 것과 마찬가지로, 문제의 긴급성은 필요할 때 더욱 커질 가능성이 높습니다. 그때까지는 너무 늦지 않기를 바랍니다.

이 기사는 원래 MIT Reader Press에서 출판되었습니다. 읽다 오리지널 스토리 여기.



출처 링크

LEAVE A RESPONSE

이메일 주소는 공개되지 않습니다. 필수 필드는 *로 표시됩니다