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산업바이오&ICT
'인저뉴어티' 비행으로 본 화성 환경은? 대기밀도 지구의 1%···낮밤 온도차 160도

평균 기온 -63도·최저 -140도

산소 극히 적고 CO2가 주성분

머스크 '정착촌' 꿈 이루려면

물·공기 확보 방법부터 찾아야





지난 19일 화성 하늘에 인류 최초로 초소형 무인 헬리콥터인 인저뉴어티(Ingenuity·독창성)가 뜨면서 화성의 대기 등 환경에 대한 관심이 일고 있다. 일론 머스크가 오는 2050년까지 화성 정착촌 건설을 목표한다는 점도 화성에 대한 궁금증을 자아내는 요인이다.

높이 49㎝, 무게 1.8㎏ 규모에 불과한 인저뉴어티는 19일 오후 4시 30분(한국 시각)에 길이 1.2m의 회전 날개 두 개가 초고속으로 돌며 상공 3m까지 상승한 뒤 30초가량 떠 있다가 다시 착륙했다. 라이트 형제가 1903년 12월 17일 인류 최초의 비행에 성공한 뒤 다른 행성에서 첫 비행 기록이다. 인저뉴어티는 첫 비행 후 30일 내 4번을 더 비행해 최고 5m 상공에서 300m까지 나는 것이 목표다.

화성에서의 헬기 비행이 힘든 것은 지구에 비해 중력이 37%정도에 불과해 대기 밀도가 1%에 그치며 공기가 희박하기 때문이다. 헬기 날개 주위로 공기가 빠르게 흐르지 않아 물체를 띄우는 양력이 잘 발생하지 않는다. 하지만 NASA는 헬기 날개 두 개를 반대 방향으로 분당 2,500번씩 아주 빠르게 회전시켜 양력을 만들었다. 소재도 탄소 복합재로 단단하게 만들고 영하 90도 추위에도 견딜 수 있도록 했다.

화성은 평균온도가 영하 62~63도로 혹독한 날씨로 최저 영하 140~176도, 최고 20도로 일교차도 매우 크다. 대기 중 산소도 극히 적고 95%가량이 이산화탄소다. 대기의 수증기를 전부 물로 바꿔도 대지 표면을 10∼20㎛(1㎛는 100만분의 1m) 두께로 덮을 정도로 매우 적다. 현재 화성에서 생명체의 존재를 찾기 어려운 이유가 여기에 있다.



머스크가 공언한 대로 정착촌을 만들려면 물과 공기를 확보해야 하나 여간 어려운 게 아니다. 물론 화성에 얼음이 있는 것으로 확인되긴 했으나 여의치 않다. 화성의 온도를 높이려면 온실효과를 만들어야 한다. 머스크는 얼어있는 이산화탄소를 녹여 대기에 방출하는 ‘펌프’를 대량으로 설치하거나 화성의 극지방에 방사능이 나오지 않는 핵융합 방식의 핵폭탄을 투하하자는 아이디어를 내기도 했다.

화성 토양에 해로운 과염소산염이 많아 식량 자급자족도 쉽지 않다. 2015년 개봉한 공상과학(SF) 영화인 ‘마션’에서 비닐하우스에서 감자를 키울 때 화성 흙에다가 대원들의 인분을 섞고 수소를 태워 물을 만드는 장면이 나오지만 현실과 거리가 있다.

화성까지 이동하는 기간도 7개월 가까이 걸려 장기간 우주선의 무중력 상태를 견뎌야 한다. 2018년 11월 화성에 도착한 인사이트호도 4억 8,484㎞를 나는 동안 206일이 걸렸다. 화성은 지구와 가까울 때도 5,472만㎞, 제일 멀 때는 4억 9,350만㎞나 떨어져 있다. 오랜 우주여행 기간 동안 시력 저하나 근골격계 질환 등에 시달릴 수밖에 없다. 이동 기간을 단축하기 위해서는 ‘핵추진’ 동력을 개발해야 하나 상용화까지 20년 이상 소요될 것으로 보인다. 전직 우주 비행사인 톰 존스는 인사이트호 착륙 직후 “지금부터 (비행 중 전기를 생산하는 핵추진 체계 개발 등) 핵심 기술 개발에 착수한다면 25년 내 (화성까지) 긴 이동 시간으로부터 우리를 보호하고 도와줄 수 있는 기술을 갖게 될 것”이라고 말했다.

화성에서 살려면 엄청난 양의 태양·은하 방사선을 견딜 수 있는 우주복 등도 개발해야 한다. 지구의 자기장은 우주 자외선이나 고에너지 입자를 방어하는데 화성에는 자기장이 없다. 찰스 볼든 전 NASA 국장은 “화성 진출은 인류 보전에 있어 매우 중요한 일”이라며 “나의 손녀나 고손녀 세대가 화성에 갈 기회가 주어지길 바란다”고 밝힌 바 있다.

/고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
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