프시케 발사 — 금속 소행성으로
금속이 많은 소행성 프시케(16)로 가는 NASA 탐사선이 2023년 10월 13일 떠났습니다. 이 소행성이 부서진 원시 행성의 속, 곧 ‘핵’이 드러난 것인지 알아보러 갑니다.
볼 수 있는 뷰: 공전뷰 ✓ · 별자리뷰 — (하늘에서 볼 수 없는 이벤트)
이 이벤트 이야기
2023년 10월 13일, NASA의 프시케 탐사선이 팰컨 헤비 로켓에 실려 소행성 프시케(16)로 떠났습니다. 이 소행성은 화성과 목성 사이 소행성대에 있고, 평균 지름이 약 220km입니다. 서울에서 대전까지 거리의 약 1.5배쯤 되는 크기입니다. 관측해 보면 철과 니켈 같은 금속이 많이 섞여 있는 것으로 보입니다.
그래서 과학자들은 프시케(16)가 태양계 초기에 만들어지다 부서진 작은 행성의 ‘핵’일 수 있다고 생각합니다. 지구도 가운데에 금속 핵이 있지만, 수천 km 땅속에 있어 직접 볼 수 없습니다. 만약 이 생각이 맞다면, 행성의 속을 겉에서 직접 들여다볼 기회가 생깁니다. 물론 아직 확실하지는 않고, 그것을 가리는 것이 이 임무의 목적입니다.
탐사선은 전기로 가스를 밀어내는 ‘홀 효과 추진기’로 날아갑니다. 제논 가스에 전기를 걸어 아주 빠르게 뒤로 뿜는 방식입니다. 미는 힘은 손바닥에 동전 몇 개를 올려놓은 정도로 약합니다. 하지만 몇 달, 몇 년 동안 쉬지 않고 켜 두면 속도가 크게 붙고, 연료는 일반 로켓보다 훨씬 적게 듭니다. 이 추진기를 달보다 먼 행성 간 비행에 쓴 것은 프시케가 처음입니다.
탐사선은 2026년 5월 15일 화성 곁을 약 4,600km 거리로 지나며 화성의 중력으로 속도와 방향을 바꿨습니다. 이제 소행성대로 향하고 있고, 2029년 8월 프시케(16)에 도착할 예정입니다. 공전뷰에서는 탐사선이 화성을 지나 소행성 프시케(16)를 따라잡아 만나는 장면이 재현됩니다.
임무의 목표
지구, 화성, 금성의 핵은 모두 땅속 깊은 곳에 있어서, 지금까지는 지진파가 지나가는 모습으로만 짐작해 왔습니다. 프시케(16)가 정말 핵의 조각이라면 행성이 어떻게 무거운 금속은 가운데로, 가벼운 암석은 바깥으로 나뉘는지를 표면에서 직접 확인할 수 있습니다.
다만 프시케(16)의 밀도는 1㎤당 약 4g입니다. 이는 보통 암석보다는 무겁지만 순수한 철보다는 훨씬 가볍습니다. 그래서 금속과 암석이 반쯤 섞여 있는지, 아니면 구멍이 많은 금속 덩어리인지 아직 모릅니다. 도착해서 가장 먼저 풀어야 할 질문이 이것입니다.
탐사선에는 레이저로 자료를 보내는 통신 실험 장치(DSOC)도 실렸습니다. 2023년 11월 약 1,600만 km 밖에서 첫 레이저 신호를 보냈고, 2024년 4월에는 지구와 태양 사이 거리의 약 1.5배인 2억 2,600만 km 밖에서 초당 25메가비트로 자료를 보냈습니다. 전파보다 훨씬 많은 자료를 보낼 수 있어, 앞으로 화성 유인 탐사의 통신에 쓰일 수 있는 기술입니다.
임무 연대기와 배경
프시케(16)는 1852년 이탈리아의 천문학자 안니발레 데 가스파리스가 발견했습니다. 16번째로 발견된 소행성이어서 이름 앞에 16이 붙고, 이름은 그리스 신화의 인물 프시케에서 왔습니다. 그 뒤 레이더 관측으로 표면 곳곳에 금속이 많다는 단서가 나왔고, 탐사 계획은 2017년 NASA의 디스커버리 계획으로 뽑혔습니다.
처음 계획한 발사는 2022년 8월이었습니다. 그러나 비행 소프트웨어 시험이 늦어져 1년 미뤄졌고, 도착도 2026년에서 2029년으로 늦어졌습니다. 2025년 4월에는 추진제 공급 압력이 떨어지는 문제로 추진기를 잠시 멈췄다가, 예비 배관으로 바꾸어 다시 가동했습니다.
도착한 뒤에는 약 26개월 동안 소행성을 돕니다. 처음에는 700km 높이에서 전체 지도를 만들고, 네 단계에 걸쳐 75km까지 내려가며 중력, 성분, 자기장을 잽니다. 자력계가 남아 있는 자기장을 찾아낸다면, 한때 녹은 금속 핵이 있었다는 증거가 됩니다.
이 탐사선의 다른 이정표
어디서 볼 수 있나 — 하늘과 시뮬레이터
탐사선은 너무 작고 멀어서 볼 수 없습니다. 공전뷰에서 프시케 탐사선을 고르면 지금 위치와 지나온 길, 그리고 2029년 도착 지점이 표시됩니다. 소행성 표시를 켜면 약 5년에 한 바퀴 태양을 도는 소행성 프시케(16)의 궤도도 함께 그려집니다.
소행성 프시케(16) 자체는 망원경으로 볼 수 있습니다. 밝기는 9.5~12.5등급으로, 맨눈으로 보이는 가장 어두운 별보다 수십 배 이상 어둡습니다. 그래서 소형 망원경으로 보면 별처럼 작은 점으로만 보입니다. 지구와 가장 가까워지는 ‘충’ 무렵에 가장 밝습니다. 별자리뷰에서 지금 어느 별자리 쪽에 있는지 알 수 있습니다.
이 대목을 화면에서 확인하려면 — 공전 궤도에서 그 순간 재생
자주 묻는 질문
프시케(16)는 정말 금속 덩어리인가요?
금속이 많은 것은 맞지만, 밀도가 암석과 철의 중간이라 금속과 암석이 섞였는지, 구멍 많은 금속 덩어리인지 아직 모릅니다. 도착 후 첫 번째로 풀 질문입니다.
언제 도착하나요?
2026년 5월 화성 곁을 지나며 속도를 바꿨고, 2029년 8월 도착할 예정입니다.
레이저 통신은 왜 중요한가요?
전파보다 훨씬 많은 자료를 한 번에 보낼 수 있습니다. 화성처럼 먼 곳에서 고화질 영상을 보내야 하는 유인 탐사에 필요한 기술입니다.
전기 추진기는 얼마나 약한가요?
손바닥에 동전 몇 개를 올린 정도의 힘입니다. 하지만 몇 년 동안 켜 두면 적은 연료로 큰 속도를 얻을 수 있습니다.
관련해서 볼 것
시각·수치는 근사이며 관측 계획엔 공식 자료를 확인하세요. 시뮬레이션은 J2000 평균 궤도요소 기반입니다.