화성 이주 꿈 향한 인류의 도전 '왜?' - 소년한국일보

화성 이주의 꿈이 점점 더 눈앞의 현실로 다가오고 있다. 미국의 화성 탐사 로보 ‘퍼서비어런스’가 ‘붉은 행성’화성에서의 첫 시험주행을 무사히 마치고 6일 미국항공우주국(NASA) 누리집에 성공 순간을 사진으로 올렸다. 중국의‘톈원 1호’와 아랍에미리트(UAE)의 ‘아말’도 화성에서의 생명체 존재 찾기에 나선다. 인류는 왜 화성으로 향할까? 화성에 인간을 살게하려는 일론 머스크의 꿈은 언제 이뤄질 수 있을까? 화성 탐사의 역사를 짚어 본다.

△NASA, 화성 로버 첫 주행시험 성공 순간

NASA는 지난 달 18일 화성 표면에 착륙한 퍼서비어런스(바퀴 6개, 길이 3m, 무게 1025㎏)가 착륙지인 ‘예제로 크레이터’에서 33분 동안 6.5m를 이동하는 데 성공했다고 밝히며 6일 누리집에 사진을 공개했다. NASA 제트추진연구소(JPL)에 따르면 이 탐사 로보는 4m를 전진한 뒤 왼쪽 150도로 방향을 바꿔 2.5m 후진까지 깔끔하게 성공했다.

NASA가 공개한 사진에는 화성 표면에 새겨진 퍼서비어런스의 바퀴 자국이 선명하다. NASA는 로봇팔이 정상적응로 작동하고 있는 사진도 공개했다. 승용차 크기만 한 퍼서비어런스는 하루 평균 200m가량 움직일 수 있다. 앞으로 2년간 25km를 이동하며 화성의 토양과 암석을 모으는 등 수십억 년 전 생명체의 흔적을 찾아내는 임무를 수행한다.

△화성 탐사의 역사

화성은 지구와 가까울 땐 5600만 ㎞, 멀 때는 4억 100만 ㎞ 떨어져 있다. 인류는 1960년대 화성 탐사선을 처음 발사한 이후 60여 년 동안 화성 도전의 역사를 써내려왔다. 1964년 11월 미국의 매리너 4호가 화성 근처에서 사진을 찍은 뒤 각국 탐사선이 화성으로 날아간 것만 50차례가 된다. 화성 탐사선을 발사한 나라는 미국과 유럽우주국(ESA), 러시아(옛소련), 중국, 인도, 일본, 아랍에미리트(UAE) 등 일곱 나라다.

이중 일본을 빼고 모두 화성 궤도 진입에 성공했다. 가장 앞선 나라는 미국이다. 1997년 인류 첫 탐사 로버 ‘소저너’를 시작으로 스피릿ㆍ오퍼튜니티(2004년), 큐리오시티(2012년)에 이어 5번째다. 현재 유럽 탐사선과 인도 망갈리안, 중국 톈원 1호와 UAE 아말 등 8대가 수만 ㎞ 고도의 화성 궤도를 돌고 있다. 톈원 1호(탐사선을 포함한 전체 무게 약 5000kg)의 경우 5~6월 중 화성에 착륙해 표면 탐사에 나선다.

착륙 후에는 태양광을 동력으로 한 로버가 유토피아 평원 지역을 이동하면서 3개월여 동안 화성의 토양 성분과 얼음 분포 등을 조사한다. 아말은 화성 시각으로 1년(687일)간 55시간마다 한 차례씩 화성을 공전하며 대기 측정과 화성 표면 관측 및 촬영 등의 임무를 수행한다.

이런 가운데 NASA는 2030년대에 화성 유인 탐사를 계획하고 있다. 일론 머스크는 더 의욕적이다. 그가 이끄는 우주 기업 스페이스 X는 2050년까지 100만 명을 화성에 보내겠다고 밝혔다. 운송 수단은 탑승 인원 100명의 대형 우주선‘스타십’. 앞서 머스크는 지난해 2026년까지 인간을 화성에 착륙시킬 것이라고 밝힌 바 있다.

△왜 화성 탐사하나?

화성(지름 6792㎞)은 태양으로부터 네 번째 행성이다. 지구처럼 자전축이 기울어져 있고 대기도 있어 계절이 존재한다. 이산화탄소로 가득(95%)하고, 산소는 대기의 0.1%에 불과하다. 따라서 인간이 맨몸으로 노출되면 단 5분도 살 수 없다. 기온은 적도 근처만 낮에 영상 20℃이고, 밤에는 영하 100℃ 이상까지 떨어진다.

지구와 달리 자기장이 없어 태양이 뿜어내는 우주 방사선에 그대로 노출된다. 방사선은 생명체의 세포나 유전물질을 공격한다. 중력 역시 지구의 1/3 수준이다. 이 가혹한 땅이자 ‘죽음의 행성’에 인류가 주목하는 이유는 하나다. 인류가 멸종에 처할 경우 식민지로 개척할 수 있는 지구와 가까운 행성이기 때문이다.

그리고 그 유일한 희망은 바로 얼음 형태의 물과 생명의 흔적을 찾는 것이다. 2018년 세상을 떠난 스티븐 호킹 박사는 “인류가 100년 안에 다른 행성에 식민지를 건설하지 못하면 지구에서 멸종할 것이다. 2030년까지는 달 기지를 짓고, 2025년까지 화성에 사람을 보내야 한다.”고 말했다.

참고로 NASA가 1989년에 계산한 화성 유인 탐사 연구비용과 노력은 600조 원에 달한다. 화성 이주가 단 1%만의 인류를 위한 비판을 듣는 이유도 여기에 있다.

△화성에서의 삶은 가능할까?

화성에 살기 위한 인류의 연구는 크게 3가지로 나뉜다. 첫 번째는 사람에게 해로운 우주 방사선을 피할 장소를 찾는 것이다. 과학자들은 용암동굴(화산이 폭발할 때 용암이 흐르면서 생긴 곳)이 대안이 될 수 있다고 믿는다. 그중 하나가 화성 남반구의 ‘헬라스 분지’. 약 7152m 깊이로, 화성의 다른 지역보다 방사선 노출을 80% 이상 막아줄 것으로 보고 있다. 두 번째는 지구의 대기를 대체할 신소재 개발이다. ‘실리카 에어로젤’은 가시광선은 투과하고 자외선은 막는 물질이다. 2~3㎝ 두께로 내부 열원 없이도 표면 온도가 65℃까지 올라감을 확인했다.

화성은 대기압이 지구의 0.6%에 불과해 액체 상태의 물이 대기에 드러나면 곧바로 증발해버린다. 하지만 지하는 다르다. NASA가 탐사하려는 지역의 경우 지하에 많은 양의 얼움이 있을 것으로 여겨진다. 특히 큐리오시티는 생명체의 구성성분인 유기분자를 찾았다.

퍼서비어런스가 착륙한 지점 역시 ‘예제로 분화구(크레이터)’다. 그옛날 거대한 호수(삼각주)였던 곳으로 여겨지는 곳이다. 진짜 물이 있었다면 암석이나 토양에 원시 단세포 생명체의 흔적이 남아있을 수 있다. 만약 흔적이 탐사를 통해 드러난다면 외계 생명체가 존재할 가능성이 크다.

NASA는 화성 북반구의 ‘아르카디아’평원도 눈여겨보고 있다. 지표면 30㎝ 아래에 얼음이 있는 면적이 넓기 때문이다. 한편, 퍼서비어런스가 로봇팔(길이 2.1m)을 통해 거둬들인 흙과 암석 샘플은 2026년 발사할 탐사선(지구 귀환 궤도선)이 거둬들여 2031년 지구로 가져올 계획이다. 이를 통해 화성 기지 개척 연구는 물론 인류 거주에 이상적인 지역을 찾는다.

화성의 웃는 얼굴

최근 해외 네티즌 사이에서 화제가 된‘행복한 얼굴 크레이터(happy face crater)’. 남쪽의 긴 산맥 하나가 웃는 입모양을 닮았고, 산들이 모여 두 개의 눈을 만들었다. 위 사진은 황량한 화성에 생명과 유머를 불어 넣는 크레이터의 모습을 담았는데, NADA의 화성 전역 조사 위성에 의해 촬영됐다.

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