20년 넘게 지구 궤도에서 강력한 우주 폭발 현상을 관측해 온 스위프트 우주망원경 구조 임무가 본격 추진되고 있다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다.

보도에 따르면 미국 항공우주국(NASA)은 궤도 하강으로 추락 위기에 처한 스위프트 우주망원경을 구하기 위한 민간 우주선의 구조 임무를 추진하고 있다. 

이를 위해 NASA는 미국 애리조나에 본사를 둔 카탈리스트 스페이스 테크놀로지스가 개발한 우주선 '링크'를 스위프트 천문대와 도킹시키는 임무를 준비하고 있다. 링크는 스위프트를 더 높고 안전한 궤도로 끌어올려 관측 임무를 연장하는 역할을 맡는다. 링크의 공식 발사일은 오는 27일이다. 우주선은 노스롭그루먼의 페가수스 XL 로켓에 실려 우주로 향할 예정이다.

숀 도마갈-골드먼 NASA 천체물리학 부문 책임자는 "우리가 오늘날 이 정도의 진전을 이루게 될 것이라고는 아무도 예상하지 못했다"고 밝혔다.

착수 9개월 만에 우주선 발사 앞둬

이번 임무는 짧은 준비 기간으로도 주목받고 있다. NASA는 지난해 9월 약 3000만 달러(약 459억원) 규모의 예산을 투입해 카탈리스트를 사업자로 선정했으며, 불과 9개월 만에 우주선 발사를 눈앞에 두고 있다. 카탈리스트의 링크 프로젝트 책임 연구원 키어런 윌슨은 "이 같은 개발 일정은 해당 프로그램에서 전례를 찾기 어려울 정도로 빠른 속도"라고 설명했다.

NASA가 이처럼 속도를 낸 것은 스위프트의 상황이 그만큼 긴박하기 때문이다.

NASA는 지난 2004년 약 2억5000만 달러(약 3826억원)를 투입해 스위프트를 발사했다. 스위프트는 감마선 폭발과 같은 고에너지 천체 현상을 탐사하기 위해 설계됐으며, 지구 상공 약 600㎞ 궤도에서 우주를 감시해 왔다.

스위프트 책임 연구원인 브래드 첸코는 "감마선 폭발은 태양이 일생 동안 방출하는 에너지보다 더 많은 에너지를 단 몇 초 만에 방출하는 현상"이라며 "스위프트는 지금까지 2000개 이상의 감마선 폭발원을 발견하는 등 기대 이상의 성과를 거뒀다"고 말했다.

당초 수명은 약 2년으로 예상됐지만, 스위프트는 20년이 넘도록 임무를 수행하며 대표적인 장수 우주망원경으로 자리 잡았다. 하지만 작년 연구진은 스위프트의 궤도 고도가 예상보다 빠르게 낮아지고 있다는 사실을 확인했다. 구조 임무가 실패하거나 지연될 경우 스위프트는 올해 하반기 지구 대기권으로 재진입할 가능성이 있는 것으로 알려졌다.

성공하면, 스위프트 최소 5년 이상 임무 기간 늘릴 듯

무게 425㎏의 링크 우주선은 발사 후 초기 시험 궤도에서 주요 시스템 점검을 진행할 예정이다. 이후 수주간의 시운전과 기동 훈련을 거쳐 스위프트 접근에 나선다.  윌슨 연구원은 "몇 주간의 시험 운용을 마친 뒤 스위프트에 접근하기 위한 기동 훈련을 시작할 것"이라고 말했다.

링크가 스위프트 궤도에 도달하면 수개월에 걸쳐 근접 비행과 도킹 작업을 수행한 뒤 우주망원경을 원래 수준의 궤도로 끌어올릴 계획이다. 첸코는 계획이 순조롭게 진행될 경우 스위프트가 올가을 과학 관측을 재개할 수 있을 것으로 전망했다.

프로젝트가 성공하면 스위프트는 최소 5년 이상 추가 임무를 수행할 수 있다. 반면 링크는 임무를 마친 뒤 스스로 지구 대기권에 재진입해 소멸하게 된다.

다만 성공을 장담할 수는 없다. 윌슨 연구원은 "이 모든 과정은 어렵고 위험하다"며 "더 긴 개발 기간과 훨씬 많은 예산이 투입됐음에도 예상치 못한 이유로 실패한 우주 임무가 적지 않다"고 말했다.

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실제로 다양한 위험 요소가 존재한다. 링크의 태양광 패널이 정상적으로 전개되지 않을 수 있고, 20년 넘게 우주 환경에 노출된 스위프트의 보호 절연재가 노후화돼 로봇 팔 접촉 과정에서 손상될 가능성도 있다.

태양 활동 역시 변수다. 최근 태양 활동 증가로 인해 지구 상층 대기가 팽창하면서 스위프트의 궤도 하강 속도가 빨라진 것으로 알려졌다. 만약 링크가 도착하기 전에 강력한 태양 폭풍이 발생한다면 스위프트의 추락 시점이 더욱 앞당겨질 수 있다.