화성과 목성 사이에 "행성"이 되려다가 만 잔해들이 띠를 이루고 있는데 소행성(asteroid)이라고 하죠. 성분들도 다양해서 돌덩어리, 어름덩어리, 금속덩어리 등등 이라고 합니다. 지구의 물의 기원이 이 소행성 중 어름 덩어리가 충돌해 생긴 것이라고도 하는 군요. 가끔 이 잔채들은 인근 행성들의 인력에 끌려 충돌하기도 하는데 달의 분화구가 그 흔적일 것이라고 합니다. 작은 것들이 지구로 떨어져 유성이 되기도 하죠. 만일 큰 덩어리 였다면 대재앙이 될 터이구요. 지구의 공룡시대를 끝내게 된 대재앙의 원인이 바로 커다란 소행성 덩어리가 지구랑 충돌한 때문이라고도 합니다.
대개 이 잔해들은 크기가 작아서 어지간한 망원경으로 잘 보이지 않지만 그 중 큰 것은 쌍안경으로도 보인다고 합니다. 올해(2014년) 쎄레스(Ceres)와 베스타(Vesta)라는 큰(반사면적이 넓을 테니 밝은) 소행성 두 개가 볼거리 대상이라고 합니다. 그 이유는 지구에 접근한다 던가 충돌할 우려가 있다는 그런 감각적인 것은 아니고 둘이 가까와 진다는 군요. 그래서 쌍안경으로 두 소행성을 동시에 볼 수 있다는 겁니다. 별 것 아니지만 그래도 17년만에 일어나는 현상이라니 기회가 되면 올려다 보기로 하지요.
관련기사:
http://www.skyandtelescope.com/observing/home/Ceres-and-Vesta-in-2014-243533241.html
쎄레스와 베스타의 2014년 (소형 화물차 아닙니다 -.-)
가장 밝은 소행성, 쎄레스와 베스타는 서로 멀리 떨어져 있지만 17년 마다 접근하는데 올해가 바로 쌍안경(또는 시야각이 넓은 망원경)으로 두 소행성을 한번에 관측 할 수 있는 기회. 베스타의 공전 주기는 3.63년, 쎄레스는 4.6년 가량되는데, 쎄레스가 베스타의 주기를 따라잡아 가까와 지는 것. 두 소행성은 짝지어 처녀 자리(Virgo)를 지나갈 것. 이때 시야각 거리는 몇도 이내.
미국 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 "다운(Dawn)"이 2011-2012년사이 13개월 동안 베스타 소행성 궤도를 선회하며 탐사하다 쎄레스가 다가오자 탐사 대상을 바꾸기 위해 베스타 궤도를 이탈 했다고. 이 탐사선은 2015년 쎄레스 궤도 진입 예정.
http://www.skyandtelescope.com/community/skyblog/newsblog/Dawn-Bids-Vesta-Adieu-168789236.html
탐사선을 보낸 것을 보니 이 소행성이 주목받을 만한 구석이 있는 모양. 어쨌든 그 먼곳까지 지름이 500여 키로 미터 밖에 않되는 작은 소행성 탐사를 위해 우주선을 보내고 인접 소행성으로 탐사대상을 바꾸고 궤도 선회시키고 사진찍어 보내고.. 과학기술 만세!! ㅎㅎㅎ
두 소행성은 2014년 1월 새벽 녘에 보이다 4월 초가 되면 저녁 밤하늘에 떠서 관측하기 좋을 것임. 베스타는 4월 13일에 5.8등성, 쎄레스는 4월 15일에 7등성으로 가장 밝게 관측될 예정. 베스타의 크기가 쎄레스의 60%정도로 작지만 밝은 이유는 태양에 4천만 마일 가량 더 가깝고 표면이 매끈해서 태양 빛 반사율이 높기 때문.
두 소행성이 가장 가깝게 접근하는 때는 7월 5일경으로 각거리 10아크 분(1분=1/60도 ). 하지만 이때 쯤이면 상당히 어두워 질때라서 칠흑같이 어두운 관측 조건이 좋아야 할 것임.
두 소행성의 관측지점
http://media.skyandtelescope.com/documents/Web_Ceres_Vesta_2014.pdf
날짜별 밝기 표
| 날짜 | 쎄레스 | 베스타 |
| 2월 1일, 2014 | 8.2 | 7.2 |
| 3월 1일, 2014 | 7.8 | 6.6 |
| 4월 1일, 2014 | 7.1 | 5.9 |
| 5월 1일, 2014 | 7.2 | 6.0 |
| 6월 1일, 2014 | 7.8 | 6.6 |
| 7월 1일, 2014 | 8.4 | 7.1 |
| 8월 1일, 2014 | 8.8 | 7.4 |
| 9월 1일, 2014 | 9.0 | 7.7 |
* 처녀 자리(Virgo)의 스피카(Spica) 찾기
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소행성 탐사선 "Dawn"은 2007년 9월에 발사되었습니다. 궤적을 보면 교묘하게 베스타에서 쎄레스로 옮겨가도록 임무가 잡혀 있군요.
지구에서 소행성까지 직접 가려면 에너지가 너무 많이 소요되겠지요. 사람이 타고 있는 것도 아니고 천천히 경제적으로 가기 위한 방법으로 행성의 도움을 받고 항행하는 방식을 취하고 있습니다. 이 탐사선의 발사이후 궤적을 보시죠.
지구에서 발사되고 에너지(관성을 포함해서)가 아직 남아 있을 때 서둘러 지구 궤도를 떠나 태양을 중심으로 공전하는 화성의 궤도에 붙습니다. 탐사선은 지구의 인력권을 벗어나는데 가장 많은 에너지를 소모했을 겁니다. 화성의 공전 궤도에 이를 때쯤이면 거의 에너지가 떨어져 화성 공전속도보다 느렸을지도 모르죠. 하지만 화성의 중력에 끌려 천천히 화성에 접근합니다. 화성의 공전속도에 근접하게 가속되겠군요. 속도가 조금이라도 빨라진 다는 것은 관성 에너지를 갖게 된다는 뜻이구요. 화성 중력 영향권에서 한동안 따라 돌면서 목표를 향해 이탈할 기회를 노립니다. 탐사선은 화성의 위성이되어 도는 것이 아니라 공전궤도를 따라가는 겁니다. 화성의 위성 궤도에 진입해 유지하려면 속도가 엄청 빨라야 하고 에너지도 많이 듭니다. 소행성 탐사선이 불필요하게 화성의 위성궤도에 진입하여 에너지 소모할 필요가 없죠. 목표인 베스타 소행성의 궤도에 맞춰 화성을 탈출합니다. 한동안 베스타를 탐사하다 쎄레스가 가까이 올 무렵 궤도를 옮겨가는 것이죠.
우주에는 만유인력과 관성력이 지배합니다. 공기처럼 밀도가 높은 방해물이 없으므로 마찰에 의한 장애는 없죠. 움직이던 탐사선은 계속 가는 겁니다. 하지만 멀리 떨어져 있을 망정 무게를 지닌 물체(별이는 행성이든)의 중력에 의해 끌려가겠지요. 탐사선이 지구를 떠나기 어려운 것은 워낙 지구 중력이 쎄기 때문입니다. 일단 지구와 멀리 떨어져 중력의 영향을 벗어났더라도 태양의 인력에 영향을 받아 끌려가지 않으려면 공전 속도를 유지해야 하죠. 더구나 다른 행성으로 가기위해 공전 반경을 더 넓혀 가려니 에너지가 필요한 것입니다.
탐사선의 항행 일정을 보니 2007년 9월 지구를 떠난지 15개월 만인 2009년 2월에 화성 영향권에 들어갑니다. 다시 일년 반만인 2011년 7월에 소행성 베스타에 접근하는 군요. 시간은 오래 걸리지만 최소의 에너지로 행성간 항행을 하려니 엄청난 궤도 계산과 자세 제어가 이뤄지겠군요. 탐사선은 소행성에서 뭘 보고 있을까요? "Dawn" 탐사선의 홈 페이지를 방문해 보시죠.
소행성에 뭐 볼것 있다고 갔을지는 모르지만 무엇보다도 장기적인 계획을 세우고 탐사를 진행하는 그들의 끈기와 인내가 부럽습니다. 임기가 끝나기전 실적을 내겠다고 엄하게 과학자들 볶아대고 멀쩡한 기술자들 사기꾼으로 몰아가는 우리네랑은 달라도 너무 다릅니다. 연말 실적에 따른 상여금에 울고 웃는 우리네 신세에 어디 몇년 계획이 가당키나 하겠습니까. 집념을 가진 과학기술자는 괴짜 취급하면서 과학입국이니 기술보국이니 그런 상투적인 말을 들을 때마다 괜시리 심술이 납니다.
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