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화성침공? 현실이 되는 ‘화성 이주 프로젝트’④

기사승인 2017.09.15  19:03:37

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- 나사와 스페이스X 협업…승객 100명 화성 자급자족 계획 착수

영화 속에서만 보던 일들이 현실로 다가오고 있다. 화상탐사의 구체적인 목표와 일정이 속속 전해지고 있는 가운데, 화성 관광이라는 야심찬 계획도 흘러나오고 있다. 여러 행성들 가운데 지구와 가장 닮았다는 화성, 인류는 화성을 정복하게 될 것인가.

인류의 화성진출이 시작된다

엘론 머스크가 이끄는 민간 우주선 개발 업체 스페이스X가 2018년 화성에 무인탐사선을 보낼 것이라는 계획을 발표한지 얼마 지나지 않아, 항공기 제조업체 보잉, 우주개발업체 블루 오리진 등 미국의 혁신적 기업들이 잇따라 ‘인류의 화성 진출’을 실현하겠다는 야심 찬 계획을 발표하고 있다.

인류는 왜 이토록 화성에 집착하게 되는 것인가. 근본적인 질문의 대한 답은 사실 대단히 과학적이다. 여러 행성 가운데 지구와 가장 닮은 화성을 보며 인류는 화성을 우주건설 후보 1순위로 점찍었다.

화성은 목성과는 다르게 두 발을 딛고 설 수 있는 암석으로 이뤄졌다. 지표면 온도는 평균 –60도지만, 적도 부근에선 여름에 20도까지 올라가 인류의 생존이 가능하다. 산맥과 협곡이 있고 극지방으로 가면 하얀 얼음도 발견할 수 있으며 바람과 폭풍이 이는 환경도 지구와 비슷하다. 대부분 사막과 같은 자연환경에 아직까지 바다의 존재는 발견되지 않았다.

엘론 머스크는 트위터를 통해 화성탐사 시험비행에 우주선 ‘레드 드래건’을 투입하고 본격적인 화성탐사엔 ‘드래건2’를 보내겠다고 밝혔다. 시험비행에 나설 레드 드래건은 2018년 첫 탐사 때 화성의 지형을 조사하고 토양을 채취하는 임무를 수행하게 될 전망이다. 드래건2는 유인우주선이지만 사람이 탑승하지 않는다. 스포츠유틸리티차량 실내 크기로 좁기 때문에 사람을 태우고는 지구-달 구간만 운행할 계획인 것으로 전해졌다.

특히 스페이스X는 승객 100명과 자급자족에 필요한 화물을 싣고 최소 80일 안에 화성에 도착할 수 있는 우주선을 개발 중이라고 밝혀 전 세계적인 주목을 받았다. 이르면 2024년 인간을 화성으로 보낸다는 계획이다.

스페이스X와 나사(미 항공우주국)와의 협업도 눈길을 끈다. 스페이스X는 나사와 함께 무인 화성 탐사선을 발사할 계획이다.

또한 나사는 2030년까지 화성에 유인탐사선을 보내 화성을 개발할 계획을 발표했다. 이를 위해 2028년까지 화성궤도를 도는 새 우주정거장 ‘마스 베이스캠프’를 운영할 계획이다. 스페이스X와 함께 나사의 차세대 유인우주왕복선 개발 사업체로 선정된 보잉도 경쟁적으로 화성 진출에 나서는 분위기다. 보잉은 화성에 처음으로 발을 디디는 사람은 보잉의 로켓을 탄 사람이라고 확신한다며 포부를 밝혔다. 특히 보잉은 상업 우주여행 시장이 20년 이내 열릴 것으로 예상했다.

아마존 CEO인 제프 베저스가 이끄는 우주선 개발업체 블루 오리진도 비행 중인 우주선에서 비상 탈출하는 시험에 성공함에 따라, 2018년을 목표로 추진 중인 우주여행 계획에 한발 더 다가섰다.

이러한 화성 이주 프로젝트들에 대해 외신들은 지구에서 가장 가까운 행성인 화성을 식민지로 만들려는 대담한 첫 계획이 시작됐다고 평가하는 분위기다. 그러나 문제도 있다. 인류가 화성 이주의 꿈을 실현하기 위해서는 막대한 자금, 로켓 크기, 안전성 문제 등을 해결해야 한다는 우려의 목소리도 크다.

‘우주시대’ 걸림돌은 있다

현재 ‘화성 침공’에 뛰어든 국가는 미국, 러시아, 유럽연합, 인도, 중국 5개국이다. 여기에 민간 우주기업 스페이스X, 블루오리진, 버진 갤럭틱이 참여하고 있는 것으로 파악됐다.

이러한 인류의 도전에 최대 걸림돌은 지구와 화성의 공전주기가 다르다는 점이다. 지구의 1년은 365일이지만, 화성은 687일이다. 이 때문에 지구와 화성 사이의 거리가 가까울 때는 5천5백만Km까지 짧아지지만, 멀어질 때는 4억Km까지 벌어지는 것이 문제다. 거리가 멀어질 경우 우주선을 타고 매우 먼 항해를 지속해야 한다. 현재 기술력으로는 지구에서 화성까지 가는데 평균 80~150일 정도 소요되며, 이를 한 달 이내로 단축시켜야 되는 과제가 남아 있다.

여행기간만큼 큰 걸림돌이 있다. 바로 우주여행을 직접 하게 될 우주인의 신체변화다.

지구를 떠나 우주 상공에 떠오르게 되는 순간부터 낮과 밤의 구분이 사라지고 중력 또한 사라진다. 화성에 도착할 때까지 몇 달 동안 우주선 안에서 무중력 생활을 이겨내야 하는 것이다. 무중력 상태에서는 천정과 바닥을 구분할 수 없어 방향감각에 문제가 생기게 되며, 뇌는 극도의 혼란을 겪게 된다. 우주인들은 이로 인해 속이 메스꺼워지는 우주 멀미를 경험하게 되는 것으로 알려졌다.

척추를 잡아당겨 줬던 중력이 사라지면 척추의 간격이 늘어나게 된다. 혈액과 체액이 몸의 중심부와 얼굴에 몰려 얼굴이 퉁퉁 붓게 되며, 이로 인해 코 안의 혈관이 팽창해 후각과 미각을 모두 잃게 된다. 부정맥과 암 발생 확률이 높아지면, 칼슘이 지속적으로 줄어 골다공증 우려도 있다.

한계의 한계를 넘는다

우주개발이라면 전문가 중 전문가인 나사가 스페이스X의 계획에 주목하고 있는 이유가 있다. 스페이스X의 로켓은 발사 로켓의 회수와 재사용이 가능한 ‘재활용’이 가능해 기존 나사 로켓 대비 10분의 1 수준에 불과한 비용에 우주를 오갈 수 있는 것으로 알려졌다. 또한 알루미늄 대신 탄소섬유를 이용해 연비가 좋고, 메탄을 연료로 써 연료비도 절감되는 것으로 나타났다.

이 때문에 외신들은 스페이스X와 나사 둘 중 어느 쪽이 먼저 화성 개척에 성공할지 주목하고 있다.

우주개발이 더 이상 국가 주도가 아닌 바야흐로 ‘민간 중심’ 우주개발 시대가 본격화된 가운데, 화성개척을 위한 문제 해결에도 적극적이다. 인류의 우주진출을 위한 교두보 역할을 하는 국제우주정거장만 해도 상황이 다르다. 우주정거장은 고도 300~400km의 지구궤도에 조립한 축구장만한 크기의 구조물로 인공중력이 있어 얼굴이 붓거나 우주멀미를 하는 문제는 없는 것으로 전해졌다. 지구와 똑같은 환경을 갖추고 있기 때문에 정거장에서의 짧은 생활은 ‘우주 유영’ 등의 경험을 할 수 있다.

화성시대에 대한 준비는 다양한 분야에서 이뤄지고 있다. 나사는 1년간의 화성 체험 생존실험에 진행했다. 화성과 환경이 비슷한 하와이 산기슭에 11m의 좁은 돔을 만들어 하와이대 과학자 6명이 우주 식품만을 먹으며 생활하는데 성공한 것으로 나타났다. 이들은 우주복을 입고 훗날 화성에서의 생활과 같은 패턴으로 가루 치즈와 참치 캔 등 건조 동결 식품만 먹고 생활했다. 특히 영화 ‘마션’에서 화성에 홀로 남겨진 주인공이 감자 농사에 성공해 살아남은 인상적인 장면도 재현했다. 이들은 척박한 토양에서 추출한 물과 LED 조명을 이용해 토마토 재배에도 성공했다.

이에 나사는 ‘어드밴스드 푸드 시스템(Advanced Food Systems)’을 만들어 우주에서 농사를 짓는 우주정원을 구상하고 있는 것으로 전해졌다. 양상추, 시금치, 당근, 토마토, 양파, 무, 피망, 허브, 딸기, 양배추 등 10개의 신선식품을 수경재배로 키울 수 있도록 연구중에 있으며, 화상 탐사선에 적용할 계획이다.

나사가 개발한 인류의 화성 이주 계획에서 활약이 기대되고 있는 발키리는 상용화를 위해 개선되고 있는 인간형 로봇이다. 처음 발키리는 재난지역에서의 작업을 수행하도록 설계됐지만, 2015년 나사가 성능을 더욱 향상시키기 위해 로봇 2대를 매사추세츠공대 등 미국 연구 시설에 제공함으로써 발전을 거듭했다.

우주 비행사가 활약하는데 위험한 작업 환경에서의 작업을 목표로 설계된 발키리는 나사가 추진하는 인간형 로봇 개발 계획 ‘로보 노트’의 3번째 버전이다. 엄지손가락을 포함 4개의 손가락을 갖춘 발키리는 자원 채굴이나 화성 지표에서 자율적인 주거 환경의 건설, 재해 구조 작전의 완수, 우주 비행사와의 협업 등을 목적으로 현재도 계속해서 업그레이드 중이다.

화성개척을 통해 우주시대를 열기 위한 인류의 도전 속도가 빨라지고, 현실이 되어 가까워지고 있다.

유아연 미주 특파원 webmaster@scinews.kr

<저작권자 © 노벨사이언스 무단전재 및 재배포금지>
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