45억 년 전 조각을 품은 소행성 무리 — NASA 루시가 도착한 목성의 시간 캡슐

무언가 하나가 5년째 계속 달리고 있었다. NASA 탐사기 '루시(Lucy)'가 10월 28일, 목성이 해를 도는 궤도 위 두 개의 소행성 무리 중 하나로 들어갔다. 이 무리들은 45억 년을 한 번도 흐트러지지 않은 채 남아 있는, 태양계에서 가장 오래된 기록지다.

45억 년 동안 같은 자리에 남은 것들

루시는 2021년 10월 16일 발사된 소행성 탐사선이다. 임무는 소행성 11개를 차례대로 스쳐 지나가며 정밀 관측하는 것으로, 전체 일정은 12년이다. 목표는 목성의 트로이 소행성(Jupiter Trojans)이다.

이 이름의 유래는 고대 트로이 전쟁이다. 목성 궤도에는 라그랑주 점 L4와 L5 두 곳이 있고, 각각에 수천 개의 소행성이 모여 있다. 목성보다 태양 쪽, 즉 공전에서 앞서는 쪽 무리가 L4이고 반대쪽이 L5다. NASA는 이 두 무리를 '안정한 섬(islands of stability)'이라고 부른다.

무리의 존재가 특이한 이유는, 이들이 여기서 태어난 것인지 아니면 나중에 붙잡혀 온 것인지 아직 판이 서지 않았기 때문이다. 소행성이 목성 궤도의 이 지점에 모인 경로를 밝히러 가려고 루시가 출발한 셈이다.

35억 km를 건너 도착

이번 NASA 발표에 따르면 루시는 발사 이후 22억 마일(약 35억 km) 이상을 비행했고, 인류 역사상 처음으로 트로이 영역에 진입한 탐사선이 되었다. L4를 향해 접근하고 있다는 사실은 경계가 뚜렷하지 않은 우주에서 자리의 무선 신호와 주변 별 사진으로 추적해 확인한다.

거리 감각이 중요하다. 트로이 소행성들은 목성에서 목성이 태양에서 떨어져 있는 거리만큼, 약 4억 8,400만 마일(약 7.8억 km) 떨어져 있다. 게다가 무리 안의 소행성끼리도 평균 600만 마일(약 966만 km) 이상 떨어져 있어, 루시가 가까이 접근하기 전까지는 별 사이를 떠도는 작은 점으로만 보인다.

첫 만남까지 카운트다운이 시작됐다. NASA가 루시의 카메라 테스트를 시작했다는 발표가 나왔고, 첫 스쳐 지나갈 대상은 유리스테이티스(Eurybates)와 그 위성 케타(Queta)다. 2027년 8월 11일이다. 이어 폴리멜레(Polymele, 2027년 9월 14일), 루쿠스(Leucus, 2028년 4월 18일), 오러스(Orus, 2028년 11월 11일)를 차례로 만나고, 2030년에 지구를 다시 찾아 마지막 중력 도움으로 목성 뒤쪽 무리에 건너간 뒤 2033년 3월 3일에는 파트로클루스(Patroclus)와 메노티우스(Menoetius)를 만난다. 이중 소행성이다. 그보다 앞서 주대행성대의 디니케시(Dinkinesh, 2023년 11월 1일)와 도널드전슨(Donaldjohanson, 2025년 4월 20일)은 이미 지나온 뒤다.

거의 실패했던 탐사

루시가 지금 자리에 있을 수 있었던 배경에는 한 번의 큰 위기가 있다. 발사 직후, 두 개의 대형 태양광 패널 중 하나가 제대로 펴지지 않았다. 접힌 손부채처럼 접혀 있던 패널의 한쪽 날개가 끝까지 열리지 않은 채였다. 원인은 날개를 당기려던 케이블이 스풀에 엉킨 것으로 밝혀졌다.

팀은 1년간 시험과 시뮬레이션, 지상 복제 장치 실험을 거친 뒤 2022년 5월부터 12월까지 총 8차례 재전개 시도를 감행했다. 결과적으로 패널은 360도 중 353~357도, 98% 이상 전개된 상태로 안정화됐고, 12년짜리 임무를 버틸 수 있다고 판단했다.

이게 왜 중요한가

트로이 소행성군은 45억 년 전 태양계가 만들어질 때의 재료를 그대로 품고 있다. NASA는 이들을 '태양계 탄생의 시간 캡슐'로 표현한다. 행성들이 자라나던 그 시점의 조각이 목성 궤도에 남아 있기 때문이다.

중요한 것은 그 안의 내용만이 아니다. 이 무리가 지금 위치로 오게 된 경로, 즉 45억 년짜리 이동 이력이 함께 새겨져 있다는 점이다. NASA의 설명에 따르면 트로이 소행성들은 표면 조성이 서로 상당히 다르며, 이는 각각 다른 장소에서 만들어진 뒤 행성들이 형성·진화하는 과정에서 현재 궤도로 옮겨졌다는 뜻일 수 있다. NASA는 이를 가설로 제시한다.

첫 번째 표적 유리스테이티스에는 그래서 특별한 의미가 붙는다. NASA에 따르면 이 소행성은 희귀한 대규모 충돌의 가장 큰 잔해이자, 동시에 중성색 C형 스펙트럼을 보인다. NASA는 이 두 사실이 서로 관련되어 있을 가능성조차 검토하고 있다. 만약 그렇다면 이 소행성은 소행성 '내부'가 표면에 노출된 흔적을 보여줄 가능성도 있다.

NASA가 루시로 정한 목표는 구체적이다. 표면 지형과 명암, 크루터의 크기별 분포를 지도화하고, 표층의 색과 조성, 광물·얼음·유기물의 분포를 파악하며, 도플러 효과를 이용해 각 표적의 질량까지 측정하는 것이다. 12년 계획의 11개 스쳐 지나가기에서 얻어질 이 기록이, 표면마다 다른 조성이 만들어진 경로의 증거가 된다.

출처

• NASA, "NASA's Lucy Reaches Trojan Asteroid Region 5 Years After Launch" (2026-10-28, 수정 2026-10-29)
• NASA Lucy 미션 페이지 — 전체 플라이바이 일정
• NASA, "NASA's Lucy Frequently Asked Questions"
• NASA, "NASA's Lucy Science Goals"
• NASA, "NASA's Lucy Mission Suspending Further Solar Array Deployment Activities" (2023-01-19)