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불 붙은 화성 레이스…착륙선 인사이트부터 유인방문 계획까지

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2018년 11월 27일 10:52 프린트하기

화성 지하 5m 내 열 이동을 관측하는 NASA 화성 착륙선 인사이트의 상상도. - 사진제공 NASA
화성 지하 5m 내 열 이동을 관측하는 NASA 화성 착륙선 인사이트의 상상도. - 사진제공 NASA

화성이 우주 탐사 분야의 '신대륙'이 될까.

 

미국항공우주국(NASA)의 무인 화성 착륙선(랜더) '인사이트'의 성공적인 착륙을 계기로 미국과 유럽, 러시아 등 우주 강국들의 최근 나선 '화성 레이스'에 관심이 쏠리고 있다. 
먼저 현재 유일하게 활동중인 화성 탐사 로봇(로버) 큐리오시티를 이을 차세대 화성 탐사 로봇이 2020년 미국과 유럽에서 각각 발사될 예정이다. 유럽우주국(ESA)와 러시아연방우주국(로스코스모스), NASA는 각각 자신들이 계획중인 화성탐사로버의 착륙지를 이달 결정하며 임무 막바지 계획에 몰두하고 있다.

 

ESA와 로스코스모스의 우주 로버 '엑소마스'는 2020년 7월 발사돼, 2021년 3월 화성 적도 부근의 옥시아 플라눔에 착륙하기로 결정됐다. 이 지역은 과거에 물이 흘렀던 흔적이 있고, 점토층이 존재해, 생명체의 존재 여부를 탐사하기에 좋은 곳으로 평가 받았다. 이곳에서 엑소마스는 드릴로 지하 2m 깊이까지 땅을 판 뒤 지름 1cm, 길이 3cm의 토양 시료를 채취해 분석하는 등 과학 탐사에 주력할 계획이다.

 

NASA의 다음 화성탐사 로버 '마스 2020'은 2020년 7월 발사돼 2021년 2월 중순 화성 제제로 크레이터에 도착한다. 마스2020은 빠르면 2020년대에 이뤄질 인류의 첫 화성 직접 방문에 대비해 화성의 대기 등 환경 조건을 탐사할 계획이다. 화성 대기에 풍부한 이산화탄소로부터 생명 활동에 필수인 산소를 얻는 기술이나, 인체에 유해할 가능성이 높은 화성 지표면 부근의 미세 먼지 영향을 점검한다. 지표면에 물이 존재하는지 찾을 계획도 있다. 드론 헬리콥터로 공중 관측도 하고, 토양 시료를 채취해 보관하고 있다 향후 방문하는 로버나 탐사선을 통해 지구로 샘플을 보낼 계획도 현재 연구 중이다.

 

마스2020이 수집한 토양 시료를 향후 귀환하기 위해 제안된 임무. 로켓을 통해 시료를 화성 궤도선에 보낸 뒤 지구로 가져오는 안이 검토되고 있다. -사진 제공 NASA
마스2020이 수집한 토양 시료를 향후 귀환하기 위해 제안된 임무. 로켓을 통해 시료를 화성 궤도선에 보낸 뒤 지구로 가져오는 안이 검토되고 있다. -사진 제공 NASA

중국도 가세했다. 중국국가우주국(CNSA)은 이달 초  "로버를 이용한 화성 탐사를 2020년 발사해 2021년 착륙시키겠다"며 "2030년대에는 그보다 먼 목성을 대상으로 한 탐사와 화성 시료 채취 등의 임무도 이어질 것"이라고 밝혔다. 비록 미국이나 유럽, 러시아에 비해 우주개발 시작은 늦었지만, 화성 임무를 대등한 일정으로 성공시키며 빠르게 따라잡겠다는 의지로 보인다.

 

화성을 인류가 직접 방문하는 유인 탐사는  민간우주기업에서 처음 시도할 전망이다. 미국의 민간 우주공학회사 스페이스엑스는 2020년대를 목표로 첫 화성 유인탐사를 계획하고 있다. 현재 개발 중인 대형 로켓 ‘빅펠컨로켓(BFR)’을 2019년까지 완성하고, 이를 이용해 2022년 태양광 패널 등 화성 기지를 짓기 위한 인프라를 실어 나를 계획이다. 설계상 BFR이 화성으로 실어 나를 수 있는 탭재체의 무게는 150톤에 이른다. 이어 2024년에는 두 명의 사람을 태운 유인 BFR을 발사해 화성 기지 건설을 시작하는 게 목표다.


각국의 우주 기구와 기업이 화성에 관심을 쏟는 이유는 단연 인간의 거주 가능성 때문이다. 화성은 지구와 비슷한 기울기로 자전축이 기울어져 사계절이 존재하는데다, 지구의 사막과 비슷한 지표 환경을 지니고 있어 지구와 가장 비슷한 행성 중 하나로 꼽힌다.

 

스페이스엑스가 개발 중인 대형 로켓 빅팰컨로켓(BFR)이 달을 지나고 있는 상상도다. BFR로 최초의 유인 화성 탐사가 이뤄질지 주목된다. -사진 제공 스페이스엑스
스페이스엑스가 개발 중인 대형 로켓 빅팰컨로켓(BFR)이 달을 지나고 있는 상상도다. BFR로 최초의 유인 화성 탐사가 이뤄질지 주목된다. -사진 제공 스페이스엑스

더구나 극지방의 지하에 물이 존재한다는 연구 결과가 최근 나오며 거주 가능성이 한층 높아졌다. 물이 존재하면 이를 분해해 수소를 얻어 전기를 만들거나 산소를 얻는 등, 생명활동을 유지하는 데 도움이 된다. 비록 평균 기온이 영하 53도, 가장 낮을 때는 영하 128도로 매우 춥고 대기가 지구의 1% 정도로 희박하며 방사선이 강하다는 게 단점이다. 하지만 우주과학자들은 두터운 건축물을 지으면 인간이 충분히 장기거주할 수 있다고 보고 있다. 

 

화성은 지구 바로 이웃에 위치한 행성으로 빠르면 6개월 만에 도착할 수 있다. 육개월간 좁은 우주선에 갇혀 있는 일이 쉽지는 않지만, 최소 수 년이 걸리는 다른 행성에 비해서는 가까운 편이다. 이 때문에 화성을 보다 먼 우주(심우주)를 탐사하기 위한 교두보로 활용하겠다는 게 현재 많은 우주과학자들의 구상이다. 
 

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