올해 10월 우주 탐사 역사상 처음으로 목성의 트로이 소행성을 향해 떠나는 ‘루시(LUCY)’. 탐사선에 달린 거대한 태양전지판 2개가 12년간의 긴 임무 동안 탐사선에 전력을 공급한다. NASA 제공

올해 10월 16일 12년간의 일정으로 우주로 떠나는 미국항공우주국(NASA)의 탐사선 ‘루시(LUCY)’가 발사를 위한 마지막 점검을 끝내고 본격적인 발사 채비에 들어갔다. 

루시는 목성과 동일한 궤도를 돌고 있는 ‘트로이 소행성’ 무리에 속한 소행성 6개와 화성과 목성 사이의 소행성대에 속한 소행성 1개 등 소행성 총 7개를 탐사하기 위해 제작된 소행성 탐사선이다. 인류가 목성의 트로이 소행성 탐사를 위해 우주선을 보내는 건 루시가 처음이다. 

트로이 소행성은 ‘라그랑주 점(L)’에 위치한 소행성을 말한다. 라그랑주 점은 서로 중력으로 묶여 운동하는 천체들 사이의 중력이 균형을 이뤄 중력이 사실상 0이 되는 지점을 말한다. 태양과 목성, 목성 궤도의 한 점을 꼭짓점으로 두고 삼각형을 그릴 때 정삼각형이 되는 지점이 2개(L4, L5)가 생기는데, 이 점이 라그랑주 점이며 여기에 트로이 소행성 무리가 돌고 있다.

태양(중앙)을 중심으로 도는 태양계. 맨 바깥 궤도가 목성(주황색 점)이며, 초록색이 두 개의 라그랑주 점에 위치한 트로이 행성 무리다. NASA 제공

우선 루시는 지구에서 가까운 소행성대의 소행성인 ‘52246 도널드존슨’에 먼저 들린다. 도착 예상 시점은 2025년 4월 20일이다. 이후 트로이 소행성대로 이동해 ‘3548 에우리바테스’에 가장 먼저 도착한다. 이때가 발사 6년쯤 지난 2027년 8월 12일이다. 이어서 ‘15094 폴리멜레’(2027년 9월 15일)와 ‘11351 레우코스’(2028년 4월 18일), ‘21900 오로스’(2028년 11월 11일)를 차례대로 탐사한다. 마지막으로 2033년 3월 2일 ‘617 파트로클로스’와 ‘메노에티우스’에 도착한다. 

마지막 두 트로이 소행성 도착까지 오랜 시간이 걸리는 이유는 앞의 4개는 L4에 위치한 소행성이고, 뒤의 2개는 L5에 위치한 소행성이기 때문이다. 루시는 L4의 트로이 소행성 4개를 먼저 탐사한 뒤 다시 지구 근처로 돌아와 중력 도움을 받아 L5로 향하도록 설계됐다. 

목성의 트로이 소행성 탐사를 떠나는 우주선 ‘루시’의 비행 경로. L4와 L5를 모두 탐사하기 위해 중간에 지구 근처로 다시 돌아와 중력 도움을 얻는다. NASA 제공

장장 12년이라는 긴 임무 수행에 루시에서 가장 중요한 부분은 동력을 공급해줄 태양전지판이다. 트로이 소행성까지 거리만 8억5300만km에 이른다. 그래서 루시는 지름 7.3m의 거대한 태양전지판을 2개 달고 있다. 태양전지판을 펼치면 5층 건물을 덮을 수 있는 수준이다. 발사 시 펼쳤던 태양전지판을 차곡차곡 접으면 두께는 10cm로 확 줄어든다. 

NASA는 지난주 루시의 태양전지판이 열 진공시험을 무사히 통과하면서 발사 전 마지막 시험을 완료했다고 10일(현지시간) 밝혔다. 태양전지판은 노스롭 그루먼이 제작했고, 루시에 500와트(W) 전력을 공급한다. 예정대로라면 10월 16일 미국 플로리다주에서 아틀라스 V 로켓에 실려 올라간다. 

목성의 트로이 소행성을 탐사할 우주선 ‘루시(LUCY)’에 동력을 공급할 태양전지판. 날개를 펼치면 지름이 7.3m에 이른다. NASA 제공

루시는 발사 1시간 뒤 우주 공간에서 태양전지판을 완전히 펼쳐 충전을 시작한다. 루시 임무 책임자인 할 레비손 사우스웨스트연구소(SWI) 연구원은 “화성 탐사선 ‘마스 2020’의 성공 여부가 ‘공포의 7분’으로 불리는 착륙 과정에서 결정됐다면 루시 임무는 태양전지판을 펼치고 20분 안에 12년 임무의 성공 여부가 판가름 난다”고 말했다. 

루시가 트로이 소행성 탐사로 다양한 데이터를 수집하면 40억 년 전 태양계 형성과 지구 생명체 기원에 대한 실마리를 얻을 수 있을 전망이다. 과학자들은 태양계 형성 초기 태양을 중심으로 원반 모양으로 회전하던 우주먼지 등이 뭉쳐 미행성을 만든 뒤 이들이 부딪치면서 큰 덩어리인 목성이 만들어졌고, 트로이 소행성은 이 과정에서 떨어져 나온 잔해일 것으로 생각하고 있다.