'오시리스-렉스'의 '베누' 샘플, 24일 오전 유타주 사막 착륙
4만 4500km/h로 낙하, 열 차폐 장치로 베누 표면 온도 유지
낙하산으로 터치다운···연구진, 존슨우주센터로 최종 운반 
'오시리스-에이펙스'로 명칭 바꾼 후 아포피스 탐사 예정

오는 24일 오전(현지시간), 미국의 소행성 탐사선 '오시리스-렉스'가 채취한 소행성 암석 샘플이 지구로 반환된다. [사진=NASA]
오는 24일 오전(현지시간), 미국의 소행성 탐사선 '오시리스-렉스'가 채취한 소행성 암석 샘플이 지구로 반환된다. [사진=NASA]
오는 24일 오전(현지시간), 미국의 소행성 탐사선 '오시리스-렉스'가 채취한 소행성 암석 샘플이 지구로 온다. 오시리스-렉스가 2016년 발사된 후 처음으로 수집한 소행성 토양 데이터다. 약 250g에 달하는 탄소질 소행성 베누의 암석 데이터로, 미국 항공우주국(NASA)이 수집한 첫 소행성 샘플이자 NASA가 우주에서 수집한 샘플 중 가장 큰 규모다.

NASA에 따르면 오시리스-렉스가 수집한 소행성 암석 샘플은 밀폐된 용기 SRC(Sample Return Capsule)에 넣어져 미국 유타주 사막에 떨어질 예정이다. 2020년 오시리스-렉스가 길이 3.35m 로봇 팔 끝에 달린 샘플 채취기를 통해 베누 표면에 압축 질소가스를 발사, 토양과 자갈을 띄워 흡입, 수집한 샘플이다.

샘플을 담고 있는 오시리스-렉스 우주선은 이달 24일 오전 8시 42분(현지시간) 지구 대기권을 통과해 약 4만 4500km/h로 떨어지게 된다. 이 과정에서 캡슐은 빠른 속도로 인해 점화된다. 캡슐 안엔 열 차폐 장치가 있어 캡슐 내부 온도를 조절, 샘플을 베누 표면 온도와 유사한 온도로 안전하게 유지한다.

NASA에 따르면 지구 표면 위 10만 2000km(지구에서 달까지 거리의 약 3분의 1) 부근 도달 시 우주선과 캡슐이 분리된다. 캡슐은 낙하산을 피고 회전을 하며 떨어지다, 낙하지점으로부터 약 1.6km 상공에서 메인 슈트를 펼쳐 캡슐을 운반한다. 캡슐은 지구 접근 시까지도 본 속도를 유지하다, 터치다운 시 18km/h로 느려진다. 이 모든 과정은 지구 대기권 진입 후 약 13분 만에 이뤄질 예정이다.
 

오시리스-렉스가 샘플 캡슐 방출 순간부터 유타주 사막에 착륙하는 과정. [사진=NASA]
오시리스-렉스 우주선이 샘플 캡슐 방출 순간부터 유타주 사막에 착륙하는 과정. [사진=NASA]
NASA 연구진은 캡슐이 착륙하기 20분 전, 아직 캡슐이 지구 대기권의 장막보다 높은 곳에 있을 때 헬리콥터 4대를 타고 유타주 사막으로 이동한다. 광학 기기를 통해 캡슐의 열로부터 나오는 적외선 광선을 탐지, 캡슐의 경로를 추적할 예정이다. 샘플이 지구 환경으로부터 오염될 수 있어, 가능한 한 빨리 지상에서 캡슐을 회수하는 게 관건이다. 

회수된 캡슐은 헬리콥터를 통해 인근 군사용 임시 클린룸으로 이동된 후 항공기로 미국 텍사스주 휴스턴에 위치한 NASA 존슨우주센터로 최종 운반된다. 샘플 데이터는 문서화된 뒤 분석을 위해 전 세계 과학자들에게 배포된다.

오시리스-렉스는 샘플 귀환 임무를 완수한 뒤 명칭을 '오시리스-에이펙스'로 바꾸고 소행성 아포피스 탐사에 나서게 된다. 샘플 반환을 위한 착륙 20분 후 오시리스-렉스 우주선은 추진기를 통해 아포피스로 발사된다. 이후 18개월 동안 아포피스를 탐사할 계획이다. 이때 시료 채취는 하지 않는다. 아포피스 표면에 근접해 추진엔진을 가동, 표면 아래 물질을 노출해 구성 성분을 확인하는 임무를 수행하게 된다.


한편 오시리스-렉스는 2016년 9월 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군 기지에서 아틀라스 V 411에 실려 발사됐다. 2018년 12월 베누 궤도에 안착해 2년여간 베누 궤도를 돌다 2020년 10월 21일 오전 반동추진 엔진 가동으로 궤도에서 벗어났다. 이후 약 4시간 20여분 동안 서서히 하강해 접지 목표지점인 나이팅게일에 약 15초간 접지, 로봇 팔로 표면 암석을 채취했다.

NASA는 앞서 2022년 오시리스-렉스가 아포피스 소행성 탐사 임무를 수행할 예정이라고 밝힌 바 있다. 아포피스는 2029년 4월 지구로부터 3만 1000km 떨어진 지점까지 근접할 것으로 예상되는 소행성이다.