위성·지진계·레이더 관측 결합해 유성의 이동 경로와 폭발 에너지 분석
자연현상과 군사 공격 오인 방지 도움…지구 충돌 위험 대응 역량 강화

군사위성과 기상위성, 지진계 등 서로 다른 관측 장비의 자료를 결합하면 지구 대기권에 진입한 유성의 이동 경로와 폭발 규모를 더욱 정밀하게 파악할 수 있다는 분석이 나왔다. 

우주에서 날아오는 천체의 충돌 위험에 대비하는 행성방어는 물론, 자연현상을 군사적 공격으로 오인하는 상황을 방지하는 데도 도움이 될 것으로 기대된다.

지구 대기권에 진입한 유성이 불꽃을 내며 타오르고 있다. 위성과 지상 관측 장비를 활용한 유성 분석은 지구 충돌 위험에 대비하는 행성방어의 중요한 단서가 될 수 있다. 생성형 AI로 만든 이미지

우주 전문매체 스페이스닷컴은 1일(현지시간) 군사위성이 수집한 자료에 기상위성·지진계·기상레이더 등의 관측 정보를 더하면 유성이 대기권 어디에서 부서졌는지, 얼마나 큰 에너지를 방출했는지 등을 구체적으로 분석할 수 있다고 보도했다.

대표적인 사례로 올해 4월 1일 아르헨티나 연안 남대서양 상공에서 발생한 화구 현상이 소개됐다. 우주 암석이 지구 대기권에 진입해 폭발하면서 밝은 빛을 내는 화구가 나타났으며, 고도 약 90.5㎞에서 가장 밝게 관측됐다.

이 현상은 미국 정부의 군사위성 센서뿐 아니라 미국 해양대기청(NOAA)의 GOES-E와 유럽의 3세대 기상위성 MTG-I1에도 포착됐다. 서로 다른 위치의 정지궤도에서 지구를 관측하던 두 기상위성은 번개 감시 장비를 통해 화구의 섬광을 감지했다.

미 에너지부 산하 샌디아국립연구소의 엘리자베스 실버 선임 연구물리학자는 NASA 지구근접천체연구센터(CNEOS)를 통해 공개되는 미국 정부의 관측 자료가 유성의 발생 위치와 시각, 추정 에너지를 파악하는 출발점이라고 설명했다. 여기에 민간 및 과학 관측망의 독립적인 자료를 추가하면 초기 분석 결과를 검증하고 더욱 구체적인 정보를 얻을 수 있다는 것이다.

정부의 위성 관측 자료가 공개되지 않은 경우에도 여러 관측 장비를 활용해 유성의 이동 과정을 복원할 수 있다. 지난해 4월 24일 미국 알래스카 중남부에서 발생한 화구가 대표적이다. 당시 현상은 미국 정부의 위성 관측 자료를 공개하는 CNEOS 기록에는 포함되지 않았지만, 민간·과학 관측 자료를 활용해 분석할 수 있었다.

당시 지진관측소 37곳과 초저주파 센서 16개, 여러 센서를 연결한 관측망 4개가 관련 신호를 기록했다. 여기에 운석 조각의 낙하를 포착한 도플러 기상레이더 자료와 별도로 촬영된 영상까지 분석에 활용됐다.

관측 장비마다 포착하는 정보는 서로 다르다. 지진계와 초저주파 센서는 유성이 대기 중에서 만들어내는 충격파를 기록해 이동 경로와 파편화 과정, 방출 에너지를 추정하는 데 쓰인다. 영상은 유성이 빛을 내며 이동하는 모습을 보여주며, 기상레이더는 유성이 빛을 내지 않을 정도로 속도가 줄어든 뒤에도 낙하하는 파편을 탐지할 수 있다.

2023년 5월 20일 호주 퀸즐랜드주 북서부에서 발생한 화구도 관측 자료를 활용해 분석한 사례다. 당시 지름 약 3.7ｍ의 우주 암석이 대기권에 진입한 뒤 여러 조각으로 부서졌으며, 연구진은 이때 방출된 에너지가 TNT 약 7100t의 폭발에 해당하는 것으로 추정했다. 이는 NASA가 1988년 이후 공개한 화구 관측 기록 가운데 에너지가 큰 20건 안에 드는 규모로, 호주 상공에서 관측된 사례 중에서는 가장 컸다.

이 같은 관측 기술은 자연현상과 인위적인 사건을 구분하는 데도 중요하다. 작은 우주 암석이 대기권에 진입하며 발생하는 섬광은 대부분 인명이나 시설에 해를 끼치지 않지만, 이를 군사적 공격으로 잘못 판단하면 심각한 결과로 이어질 수 있기 때문이다.

랜디스 전문가는 "어느 나라든 자연현상을 선제공격으로 오인해 대응한다면 끔찍한 비극이 될 것"이라고 경고했다.

실버 연구원은 행성방어가 지구에 접근하는 천체를 미리 발견하는 데서 끝나지 않는다고 설명했다. 천체가 대기권에 진입한 뒤 어떤 과정을 거쳐 부서지고, 어느 지점에 에너지를 방출하는지, 파편이 지상까지 도달하는지도 파악해야 한다는 것이다.

여러 관측 자료를 교차 검증하면 실제 유성의 대기권 진입 사례를 통해 분석 모형의 정확성을 점검할 수 있다. 이는 향후 자연 천체뿐 아니라 인공 물체가 대기권에 진입하는 상황에서도 관련 현상을 정확하게 식별하고 해석하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

이승구 온라인뉴스 기자 [e-mail]