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■'인사이트호' 착륙으로 본 화성 탐사의 미래는 ●언제부터 탐사 시작했나 1965년 '마리너4호' 화성 근접 1976년 '바이킹1·2호' 첫 착륙 2003·2012년엔 탐사로봇 보내 생명체 존재 암시하는 물 등 발견 ●인간이 거주할 수 있을까 평균 영하 23도·밤엔 60도까지 대규모 우주 방사선 극복도 관건 나사, 2020년 '마스2020' 투입 천연자원·정착 가능성 여부 조사
나사가 발사한 인사이트호가 화성에 착륙하기 전에 찍은 화성 표면 모습. /나사
[서울경제] “미국 항공우주국(NASA·나사)의 아레스3호 대원들은 화성 탐사 중 모래폭풍을 만난다. 마크 와트니는 부상을 당한 채 멀리 내던져지고 대원들은 지구로 귀환한다. 홀로 남은 그는 극적으로 살아남아 비닐하우스에서 감자를 키운다. 화성의 흙에 대원들의 인분을 섞고 수소를 태워 물을 만든다. 하지만 또다시 기지가 터지고 나사의 구조선도 폭발한다. 이때 비밀리에 화성을 탐사하던 중국 우주선이 나서는데···.” 지난 2015년에 개봉한 영화 ‘마션’의 줄거리다. 과학적으로 무리한 설정이 적지 않지만 화성 탐사를 자극한다는 점에서 흥미롭다.
나사가 발사한 탐사선 ‘인사이트’가 206일 만인 27일 새벽(한국시간) 무사히 화성에 착륙하면서 오랜 화성 탐사의 역사와 함께 언제쯤 ‘마션’처럼 인류가 화성을 밟을 수 있을지에 관심이 모아진다. ◇인류, 화성 탐사 역사 오래돼=미국은 1965년 ‘마리너4호’를 화성에 근접시켜 많은 분화구가 존재한다는 것을 밝혀냈다. 1971년에는 ‘마리너9호’를 보내 화산의 존재를 포착했다. 1976년에는 ‘바이킹1호·2호’를 화성에 처음으로 착륙시켜 대기와 토양 성질 등을 조사했다. 1997년 7월 화성에 착륙한 ‘패스파인더’는 여기저기 돌아다니며 지질·대기 등 많은 정보를 보내왔다. 1999년 기후 탐사선과 극지 착륙선이 잇따라 실패하기도 했으나 2001년 4월에는 ‘오디세이’ 착륙선을 보냈다.
2003년 6월과 7월에는 쌍둥이 탐사 로봇 ‘스피릿’과 ‘오퍼튜니티’를 투입했다. 스피릿은 2011년 5월까지 화성을 이동하며 지구로 사진을 보내왔다. 조만간 사망선고가 내려지는 오퍼튜니티는 15년이나 활동하며 화성에서의 물의 존재를 밝혔다. 이는 생명체가 존재했을 가능성을 시사한다.
2012년 8월에 착륙한 큐리오시티는 이동 로봇을 통해 분화구 등 지질과 기후·물을 조사하고 있다. 질소를 발견해 과거 생명체의 존재 가능성에 힘을 싣고 있다. 이번에 착륙한 인사이트호는 제자리에서 화성 내부 탐사를 벌여 화성 궤도선인 초소형 쌍둥이 위성 ‘마르코’를 통해 지구로 데이터를 보내게 된다. 짐 브라이든스틴 나사 국장은 인사이트호 착륙 직후 기자회견에서 “화성 내부 구조를 탐구해 훗날 화성과 달에 우주인을 보낼 때 귀중한 자료를 제공할 것”이라며 기쁨을 감추지 못했다.
이 밖에 유럽우주국(ESA)과 러시아는 2003년 말 ‘마스익스프레스’를 화성 궤도에 진입시켜 남극 근처 얼음층 아래에 호수가 있다고 추정했다. 당시 ‘비글2호’는 착륙했으나 통신이 두절됐다. 2014년 9월에는 인도가 겨우 780억원만 쓰고 ‘망갈리안’을 화성 궤도에 진입시켜 세상을 깜짝 놀라게 했다.
미국 화성 탐사선 인사이트가 화성에 착륙한 뒤 화성 내부 탐사 준비를 하고 있다. /사진출처=NASA
◇비행시간 감축과 방사선 대책 필요=하지만 사람이 화성까지 가려면 우주선의 무중력 상태에서 7개월, 최장 9개월의 비행을 견뎌야 한다. 화성은 지구와 가까울 때도 5,472만km, 제일 멀 때는 4억km나 떨어져 있다. 인사이트호도 4억8,484㎞를 날아 화성에 도착했는데 만약 사람이 타고 있었다면 206일간 우주선에서 시력 저하, 근골격계 질환 등에 시달렸을 것이다. 우주 방사선과 태양 표면 폭발 등의 위험에 대처할 해법도 마땅치 않다.
1969년 미국 ‘아폴로11호’가 달에 착륙했을 때는 5일밖에 걸리지 않았다. 유인 화성 탐사가 현실화하려면 화성까지 가는 비행시간을 대폭 단축해야 하는 것이다.
전직 우주비행사인 톰 존스는 최근 나사에서 가진 기자회견에서 인류가 화성에 착륙하기 위해서는 25년가량 소요될 것이라고 내다봤다. 그는 “지금부터 (비행 중 전기를 생산하는 핵추진체계 개발 등) 핵심 기술개발에 착수한다면 25년 내 긴 이동시간으로부터 우리를 보호하고 도와줄 수 있는 기술을 갖게 될 것”이라고 예측했다. 화성 유인 탐사에 최소 25년이 소요된다면 화성 관광은 최소 30년 이상 걸릴 것으로 보인다.
화성 궤도를 도는 초소형 쌍둥이 위성 마르코-B가 화성 6,000㎞ 상공에서 화성을 찍은 모습. /나사
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◇화성의 열악한 환경 극복도 큰 과제=화성 정착촌 건설에는 화성 관광과는 비교할 수 없을 정도로 더욱 많은 난관이 도사리고 있다. 화성은 평균 영하 23도로 춥고 적도의 경우 낮 최고 30도, 밤 최저 영하 60도로 일교차가 무려 90도에 달한다. 대기밀도도 지구의 1%에 불과한데 산소는 극히 적고 주성분이 이산화탄소이다. 대기의 수증기를 전부 물로 바꿔도 대지 표면을 10∼20㎛(1㎛는 100만분의1m)의 두께로 덮을 정도로 적다. 화성 정착촌을 만들려면 엄청난 양의 태양·은하 방사선을 견딜 수 있는 우주복 등도 개발해야 한다. 물과 공기도 확보할 방법을 찾아야 한다. 유해한 과염소산염이 많은 토양을 개량해야 농사도 지을 수 있다. 무엇보다 지구온난화가 극도로 심각해지지 않는 한 40~50년 내 화성 정착촌 건설이 현실화되기는 쉽지 않을 것으로 전망된다. ‘지구를 먼저 보호해야 한다’는 명제가 훨씬 크기 때문이다. 한편 나사는 오는 2020년 이동하며 화성을 탐사하는 ‘마스 2020’을 통해 생명체의 흔적과 천연자원을 조사하고 인간의 거주 가능성도 살펴보게 된다. 이 계획에는 프랑스와 독일 등 유럽 연구진도 참여한다. /고광본선임기자 kbgo@sedaily.com
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