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[과학 읽어주는 언니] 미래 화성 거주지는 어떤 모습일까?

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2018년 07월 26일 15:00 프린트하기

화성 표면에 오랜 시간 있을 경우 가장 큰 문제는 의외로 온도도, 엷은 대기도 아니다. 바로 우주방사선이다.

 

 

우주방사선은 높은 에너지를 지닌 각종 입자와 방사선 등을 통칭한다. 수소핵융합 반응이 일어나는 태양 내부에서는 많은 양의 방사선이 방출된다.

 

태양계 밖 먼 우주에서 날아오는 은하 우주선(GCR)도 있다. GCR이 특히 위험한데, 우주선이나 거주지 등과 부딪히면서 2차 우주선을 발생시켜 우주인에게 직접 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 

 

 

지구는 거대한 자기권이 우주 입자들의 방향을 바꿔 방사선으로부터 안전하게 지켜주지만 화성은 자기권도 없는데다 대기까지 엷어 우주방사선에 그대로 노출된다.

 

우주방사선은 암이나 심혈관 계통, 중추신경계의 질병을 유발한다. 1년 동안 화성 표면에 도달하는 GCR은 인체가 견딜 수 있는 한계치보다 1.54배 많은 양으로, 후쿠시마 원전사고가 일어난 직후, 제1원자력발전소의 방사선량보다 2배 가까이 많은 양이다.

 

화성 우주인을 보호하려면 어떻게 해야 할까? 

 

과학 읽어주는 언니 제공
과학 읽어주는 언니 제공

최선의 방법은 효율적인 차폐막을 개발하는 것이다. 현지의 토양을 이용하는 방법을 연구하고 있다. 

 

상대적으로 정보가 많은 달의 경우, 월면토를 0.5m 두께로 쌓는 것이 GCR을 막는 데 효과적이라는 사실이 밝혀져 있다. 그러나 화성은 아직 토양에 대한 정보가 많지 않다. 

 

과학 읽어주는 언니 제공
과학 읽어주는 언니 제공

화성 탐사로봇 큐리오시티는 2012년 화성의 토양에 결정성 장석, 휘석, 감람석 등의 광물이 포함돼 있다는 것을 밝혔다. 2013년에는 게일 크레이터 근처 락네스트 지역의 토양에 이산화황(SO2)이 다량 포함돼 있다는 것을 추가로 밝혔다.

 

미국 노스웨스턴대 연구팀은 이 정보를 이용해 황을 주성분으로 한 ‘화성 콘크리트’를 개발했다. 이 콘크리트의 압축 강도는 50MPa(메가 파스칼)로, 지구 대기압의 500배가량의 압력을 버틸 수 있다.

 

신소재를 이용하려는 움직임도 있다. 

 

방사선 입자를 막는 가장 좋은 방법은 비슷한 크기의 고에너지 입자를 우주선이나 거주지에 씌우는 것이다. 양성자, 중성자와 크기가 비슷하면서도 이들을 잘 막을 수 있는 물질로 수소가 있다.

 

과학 읽어주는 언니 제공
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NASA가 차폐막을 만들기 위해 새롭게 발굴한 신소재는 ‘수소와 화합한 질화붕소나노튜브(hydrogenated boron nitride nanotube)’다. 고온에서도 안정적이며 중성자 흡수력이 뛰어나다. 구부리기 쉬운 소재라 우주복에도 활용할 수 있다.

 

미래의 화성 거주지는 어떤 모습일까.

 

거주지 1순위로 꼽히는 곳은 크레이터와 같이 자연적으로 움푹 패인 지형이다. 지하에 도시를 건설하고 둥근 형태의 차폐막을 만드는 게 가장 안전하다. 

 

지하에 건축물을 짓고 그 사이를 터널을 뚫어 연결하면 마치 개미굴 같은 형태가 될 것이다.

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