[뉴스스페이스=이승원 기자] 중국 첫 소행성 탐사선 톈원-2호가 약 400일 동안 10억km를 비행한 끝에 지구 준위성 소행성 ‘카모오알레와(2016 HO3)’ 20km 근접에 성공하면서, 일본·미국에 이어 소행성 샘플 귀환을 노리는 ‘우주 강국 3위’ 도전에 본격적으로 시동을 걸었다.

톈원-2호, 400일·10억km 끝에 20km 근접

중국 국가항천국(CNSA)은 톈원-2호가 발사 후 약 400일 동안 총 10억km를 항행해 지구 근접 소행성 카모오알레와에서 20km 이내 궤도에 진입했다고 7월 초 공식 발표했다.

톈원-2호는 2025년 5월 28일 쓰촨성 시창 위성발사센터에서 창정 3호 로켓에 실려 발사된 뒤, 발사 18분 만에 목표 소행성 궤도로 향하는 전이궤도에 올라선 것으로 집계된다.

CNSA와 포브스, 신화통신 등에 따르면 탐사선은 2025년 6월 6일 카모오알레와를 최초 포착했고, 6월 7일에는 약 3만km 거리에서 소행성과 동일한 궤도면에 진입했으며, 6월 19일까지 2,000km 이내로 접근한 뒤 2026년 7월 초 최종 운용 고도인 20km에 도달했다.

‘흔들리는 물체’ 카모오알레와, 정체 규명 나선 중국

카모오알레와는 하와이 할레아칼라 천문대에서 2016년 발견된 소행성으로, 공식 번호는 469219 2016 HO3이며, 하와이어로 ‘흔들리는 물체’를 뜻한다. 지름 40~100m 수준으로 추정되는 이 소행성은 태양을 공전하면서 지구 궤도와 동기화를 유지하는 ‘지구 준위성(quasi-satellite)’으로, 현재까지 7개만 확인된 희귀 천체다.

초기에는 달에서 떨어져 나온 파편이라는 가설이 제기됐으나, 이후 『네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)』 등에 실린 연구에서는 소행성대 플로라족(Flora family) 기원 가능성이 제시되며 논쟁이 이어져 왔다. 톈원-2호 임무로 회수될 표본은 카모오알레와의 기원, 달 파편 여부, 태양계 초기 물질 구성 등을 규명하는 핵심 증거가 될 것으로 국제 학계는 기대하고 있다.

세계 첫 ‘앵커-앤-어태치’ 샘플링… 최대 1kg 회수 도전

CNSA와 중국 우주전문 매체에 따르면 톈원-2호는 소행성 표면에서 100~1,000g 규모의 샘플을 수집하는 것을 목표로 한다. 샘플링 방식은 일본 JAXA의 하야부사2, 미국 NASA의 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 채택했던 터치앤고(touch-and-go) 방식에 더해, 소행성 표면에 앵커를 고정한 뒤 기구를 부착해 채취하는 ‘앵커-앤-어태치(anchor-and-attach)’ 기법을 세계 최초로 도입하는 것이 특징이다.

톈원-2호는 공중 정지 상태에서의 샘플링, 단시간 접촉 후 이탈하는 터치앤고, 앵커 고정 후 반복 채취 등 세 가지 모드를 조합해 총량 약 100g 내외의 고품질 시료 회수를 설계하고 있다. 실제 샘플 캡슐은 2027년 11월 지구 대기권으로 재진입해 중국 내 회수 예정으로, 임무가 성공하면 중국은 일본·미국에 이어 소행성 표본을 지구로 가져온 세 번째 국가가 된다.

2027년 귀환 후, 2035년 혜성 311P로 심우주 확장

임무 일정에 따르면 톈원-2호는 2027년 4월 말 카모오알레와 궤도를 이탈해 지구 귀환 궤도로 전환하고, 2027년 11월 샘플 캡슐을 분리·투하해 지상 회수를 마친 뒤 본체는 다시 심우주로 향한다. CNSA가 제시한 확장 계획에 따르면 톈원-2호는 지구 중력 도움(gravity assist)을 활용해 활성 소행성이자 혜성으로 분류되는 311P/PanSTARRS(311P/PANSTARRS)를 향해 비행을 이어가며, 2035년 1월 도착 후 약 1년간 궤도 탐사를 수행할 예정이다.

311P 임무는 카메라, 분광기, 자력계 등을 이용해 혜성의 먼지 꼬리, 궤도와 회전 특성, 표면 구조 및 성분을 정밀 분석하는 시험대 역할을 하며, 중국이 준비 중인 목성 탐사 프로그램 ‘톈원-4’에 앞서 심우주 통신·항법·전력 시스템을 검증하는 기술 데모로 설계됐다.

‘우주굴기’ 가속… 일본·미국에 도전장

국내외 언론은 톈원-2호를 두고 “일본·미국이 선점한 소행성 샘플 회수 분야에 중국이 본격적으로 도전장을 던진 상징적 프로젝트”라고 평가한다. 앞서 일본은 하야부사·하야부사2 임무로 이토카와·류구 소행성 샘플을 회수했고, 미국은 오시리스-렉스로 벤누 소행성 표본을 지구로 가져오며 과학·기술·외교적 성과를 동시에 챙긴 바 있다.

중국은 톈원-1 화성 궤도·착륙 성공에 이어 톈원-2로 준위성 샘플 회수, 혜성 탐사까지 연계하면서 ‘달–화성–소행성–목성’으로 이어지는 장기 심우주 로드맵을 가속하고 있다.

특히 지구에서 약 460만km 떨어진 카모오알레와 궤도에 독자적으로 도달해 정밀 궤도제어와 근접비행에 성공했다는 점에서, 중국의 심우주 항법·추진·지상관제 역량이 일본·미국과의 격차를 빠르게 줄이고 있다는 평가도 나온다.

향후 톈원-2 표본 분석 결과가 달 파편설과 플로라족 기원설 중 어느 쪽에 무게를 실을지에 따라, 태양계 초기 형성 시나리오와 지구–달 시스템의 진화 모델에도 적지 않은 수정이 불가피해질 전망이다.