[KISTI의 과학향기]2039년, 여름휴가는 화성으로?

제 2의 지구를 찾아 머나먼 우주 저편을 향해 떠나는 영화 '인터스텔라'처럼, 인류의 새로운 보금자리를 찾아가는 여정이 과연 현실이 될 수 있을까?

우주선의 목적지가 영화처럼 시공간이 비틀어진 우주공간의 틈이 아니라, 지구와 가까운 화성이라는 점만 빼면 인터스텔라의 내용은 현실이 될 가능성이 높다.

여기서 궁금증이 생긴다. 왜 화성이 인류의 보금자리 후보로 떠오르고 있는 것일까? 화성보다 더 가까운 금성이 있고, 지구보다 몇 십 배나 되는 거대한 목성도 있는데 말이다. 지금부터 그 이유를 하나씩 알아보자.

◆제 2의 지구라 불렸던 화성

화성은 예전부터 제 2의 지구라 불렸다. 물론 지금 당장 생명체들이 거주할 수 있는 환경은 아니지만, 현재 태양계에 있는 행성들 중에서는 가장 지구와 닮아있다. 우선 화성의 하루는 지구와 흡사한 24시간 40분이다. 그리고 지구와 비슷한 자전축을 지녔으며, 극지방과 지하에 얼음의 형태로 물이 존재한다는 점도 지구와 닮은 점이라 할 수 있다.

반면에 화성은 지구와 다른 점도 많다. 크기가 지구의 반 밖에 되지 않고, 중력도 1/3 정도에 불과하다. 이처럼 낮은 중력은 대기에까지 영향을 미쳐서, 화성 전체의 대기밀도는 지구의 1%도 안 된다. 그리고 그나마 존재하는 대기도 이산화탄소가 96%를 차지하고 있기 때문에, 지구상의 생명체는 화성에서 생존하기 어렵다.

따라서 화성에서 인류가 거주하려면 생명체가 살 수 있는 공간을 만드는 단기적인 방법을 선택하거나, 자연 환경 자체를 개조하는 장기적인 방법을 추진해야 한다. 그 중에서도 단기적인 방법은 수십 년 안에 이뤄질 전망이다.

인간을 화성으로 이주시켜서 제 2의 지구로 만들겠다고 발표한 네덜란드의 마스원(Mars One) 프로젝트를 비롯해, 화성에 인류를 착륙시키는 시점을 2039년이라고 공개한 바 있는 NASA는 모두 이 같은 단기적인 방법이라 할 수 있다.

반면에 화성의 자연환경을 보다 근본적으로 바꾸는 장기적인 방법으로는 테라포밍(terraforming)이 있다. 테라포밍이란 외계 행성의 환경을 지구처럼 바꾸는 작업을 뜻한다. 즉 숨 쉴 수 있는 공기를 만들고, 온도를 올리며, 물을 확보하는 것이다.

이를 위해 과학자들은 광합성을 하는 미생물을 화성에 보내 화성 전체의 온도를 높이고, 산소를 만들며, 대기를 변화시켜 물을 생성하는 방법을 연구하고 있지만 아직은 요원한 방법이기도 하다. 이 같은 현상이 나타나기 위해서는 수백 년에서 수천 년의 시간이 필요하기 때문이다.

◆화성 탐사 위한 각국의 프로젝트 줄이어

화성을 인류의 보금자리로 만드는 거대한 계획에는 화성 현지에 대한 조사와 사람 및 장비를 화성으로 보내는 탐사 프로젝트들이 반드시 뒷받침돼야 한다. 이를 위해 미국을 비롯한 주요 국가들은 현재 화성 탐사를 위한 우주선 및 로봇 개발에 열을 올리고 있다.

가장 활발하게 화성 탐사 프로젝트를 추진 중인 미국의 경우, 지난해 말에 화성 탐사용 우주선인 오리온(Orion)호의 시험 비행을 성공적으로 마쳐서 주목을 끈 바 있다. 앞으로 오리온호는 2021년에 승무원을 태운 채 유인 비행을 해 본 뒤, 오는 2030년쯤에 본격적인 화성 탐사를 진행할 예정이다.

오리온호 발사 이후에도 NASA는 매우 구체적인 화성 유인 탐사 계획을 가지고 있다. 그 중에서도 가장 핵심은 원자력 로켓을 장착한 유인 화성탐사 우주선 코페르니쿠스(Copernicus)호다. 이 우주선은 무엇보다 원자력을 에너지로 사용한다는 점에서 이목이 집중되고 있는데, 앞으로 화성의 기지 건설을 위한 화물 운반용으로 활용될 것으로 알려졌다.

우주선 외에도 화성 탐사를 위해 NASA는 탐사로봇 개발에 박차를 가하고 있다. 지난 2012년에 큐리오시티를 착륙시킨 이후, 오는 2016년에는 ‘인사이트’라는 이름의 탐사로봇을 발사시킬 예정이다. 이 탐사로봇은 화성 내부의 구조를 탐사하기 위한 로봇으로서, 착륙하게 되면 화성의 지진 활동을 측정하는 임무를 맡게 된다.

이처럼 화성 탐사는 미국이 독주태세를 보이고 있지만, 다른 국가들의 도전도 만만치 않다. 우선 미국과 함께 전통적 우주 강국인 러시아는 오는 2022년까지 화성 위성 '포브스'를 조사하기 위해 탐사선을 쏘아 올릴 계획이다. 러시아는 4년 전에 화성 탐사선을 발사했지만 정상 궤도 진입에 실패한 바 있다.

또한 유럽연합도 화성 영토의 선점에 눈독을 들이고 있다. 유럽연합의 경우는 미국이나 소련에 비해 달 탐사는 늦었지만, 화성 탐사에 있어서만큼은 세계 최고의 기술을 자랑한다. 현재 유럽우주국(ESA)을 통해 화성 탐사를 주요 목적으로 하는 '오로라 프로젝트'를 추진하고 있다.

이 외에 후발 주자지만 아시아도 도전장을 낸 상황이다. 특히 인도는 2년 전에 아시아 국가로서는 최초이자 세계에서 네 번째로 화성 탐사선인 '망갈리안(Mangalian)' 발사에 성공해 세계를 놀라게 한 바 있다. 망갈리안은 발사 후 약 300일을 날아 지난해 화성 궤도 진입에 성공했고, 현재는 화성에 대한 소중한 정보들을 지구로 보내주고 있다.

이와 같이 세계 각국들이 앞을 다퉈 화성에 발자취를 남기려는 이유는 영토 선점의 이유도 있지만, 화성 자체가 지구인들의 영원한 로망이기 때문이다. 공상과학 소설의 배경으로 끊임없이 등장하고, 외계인이 사는 곳으로 화성이 그려진 것도 그런 로망 때문인 것이다. 어쩌면 멀지 않은 미래에는 학생들의 수학여행지로 화성이 꼽힐지도 모르는 일이다.

글 : 김준래 과학칼럼니스트

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