우주 탐사

루시: 태양계의 화석을 찾아가는 탐사선

루시는 목성 트로이군 소행성을 처음으로 가까이 탐사하기 위해 2021년 발사된 미국 NASA 탐사선입니다. 여러 천체를 차례로 근접비행하며 서로 다른 성질을 비교해 태양계 초기 형성 과정의 단서를 찾습니다.

파트로클로스·메노이티오스와 루시 탐사선의 상상도. 설명을 위한 합성이며 거리와 크기는 실제 비율이 아님
파트로클로스·메노이티오스와 루시 탐사선의 상상도. 설명을 위한 합성이며 거리와 크기는 실제 비율이 아님
이미지 출처: NASA's Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab/Adriana Gutierrez · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

핵심 정보

발사
2021년 10월 16일
임무 기간
12년
근접비행 목표
소행성 8개

한 탐사선이 멀리 떨어진 작은 세계 열한 곳을 어떻게 방문할까요? 루시는 지구 중력을 여러 차례 이용해 궤도를 바꿉니다. 2021년 10월 16일 발사된 루시는 목성 트로이 소행성을 위한 최초의 전용 임무이며, 현재 계획에는 주 소행성대와 두 트로이 무리의 소행성 11개가 포함됩니다.

둥근 태양전지판을 펼치고 파트로클로스-메노이티오스 쌍성계를 지나는 루시의 상상도
둥근 태양전지판을 펼치고 파트로클로스-메노이티오스 쌍성계를 지나는 루시의 상상도
이미지 출처: NASA's Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab/Adriana Gutierrez · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

화석에서 얻은 이름

루시는 1974년 에티오피아에서 발견된 320만 년 전 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스 화석을 기립니다. 그 화석이 인류 진화에 대한 이해를 바꿨듯, 탐사선은 태양계의 어린 시절을 밝히려 합니다. 화석의 이름은 비틀스의 노래 〈Lucy in the Sky with Diamonds〉에서 나왔기에 탐사선 이름에도 음악적 연결고리가 있습니다.

복잡하게 얽힌 항로

아틀라스 V로 발사된 루시는 지구를 세 차례 근접 통과해 선행·후행 트로이 소행성 무리에 모두 도달합니다. 약 64억 km의 여정에는 주 소행성대에서 두 번의 예행 탐사도 포함됩니다. 여러 차례 중력 도움을 이용하기 때문에 비현실적으로 많은 연료 없이도 여러 표적을 방문할 수 있습니다.

목성과 함께 회전하는 기준계에서 지구 중력 도움과 L4·L5 표적을 연결한 루시의 12년 궤적
목성과 함께 회전하는 기준계에서 지구 중력 도움과 L4·L5 표적을 연결한 루시의 12년 궤적
원본을 바탕으로 수정: NASA · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

행성 형성기의 화석

트로이 소행성은 목성보다 약 60° 앞뒤의 L4·L5 라그랑주 영역에 모여 있습니다. 거대 행성들이 초기 태양계에서 이동할 때 붙잡힌 원시 미행성일 수 있습니다. 서로 다른 색과 성분은 기원한 장소도 달랐을 가능성을 보여 주며, 이를 비교하면 행성이 어떻게 만들어지고 이동했는지 복원할 수 있습니다.

목성과 같은 궤도를 공유하는 트로이 소행성 무리의 상상도
목성과 같은 궤도를 공유하는 트로이 소행성 무리의 상상도
이미지 출처: NASA · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

탐사선과 관측 장비

록히드 마틴이 제작한 루시에는 지름 7.3 m인 원형 태양전지판 두 장이 달려 전체 폭이 14 m를 넘습니다. 태양에서 약 5.7 AU 떨어지면 이 거대한 판도 약 500 W만 생산합니다. 지향 플랫폼에는 L’LORRI 고해상도 카메라, L’Ralph 컬러·적외선 분광기, L’TES 열분광기, T2CAM 추적 카메라 두 대가 실려 있습니다.

L’LORRI, T2CAM, L’TES, L’Ralph가 배치된 루시의 지향 플랫폼
L’LORRI, T2CAM, L’TES, L’Ralph가 배치된 루시의 지향 플랫폼
이미지 출처: NASA · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

왜 각 천체의 궤도에 들어가지 않을까?

매번 멈춰 궤도에 진입한 뒤 다시 떠나려면 지나치게 많은 연료가 필요합니다. 정밀하게 조준한 근접 통과만으로도 표면 세부와 색, 온도, 질량과 관련된 효과를 측정할 수 있습니다. 지구에서 보낸 신호가 도착하는 데 수십 분이 걸리므로 탐사선은 표적을 스스로 추적하고 미리 연습한 관측을 실행해야 합니다.

이미 만난 표적과 앞으로의 표적

루시는 2023년 11월 딘키네시를 지나며 접촉 쌍성 형태의 작은 위성 셀람을 발견했습니다. 2025년 4월에는 길쭉한 도널드조핸슨을 방문했습니다. 현재 계획은 2027~2028년 에우리바테스, 폴리멜레, 레우쿠스, 오루스를 거쳐 2033년 3월 파트로클로스-메노이티오스 쌍성계로 향합니다. 이후 만남은 탐사선 상태와 항법 결과에 따라 달라질 수 있습니다.

2023년 루시가 촬영한 딘키네시와 접촉 쌍성 형태의 위성 셀람
2023년 루시가 촬영한 딘키네시와 접촉 쌍성 형태의 위성 셀람
이미지 출처: NASA's Scientific Visualization Studio / SwRI · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

3D 모델 출처

앱은 murilo.kleine의 Lucy 모델을 CC BY 4.0 조건에 따라 출처와 라이선스를 유지하며 수정해 사용했습니다. 제작자는 이 2019년 개념 모델이 과학적으로 정확하지 않다고 설명합니다. 화면 표시를 위해 단순화·압축·수정했으며, 크기와 초기 자세는 실제 원격 측정값이 아닌 설명용입니다.

금색과 샴페인색, 차가운 색조의 재질과 부드러운 반사는 화면에서 형태를 쉽게 읽도록 한 표현이며 실제 색을 정확히 재현한다는 뜻은 아닙니다.

참고 자료