November 14,2019

인류의 화성 거주 가능할까?

성기윤 NASA 박사 강연…화성 정착 가능성 진단

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인류의 화성 거주가 가능할까? NASA(미항공우주국)가 공식적으로 발표한 태양계 밖의 행성 3900개 가운데 인간이 생존할 수 있는 행성은 거의 없는 것으로 알려진다.

드넓은 우주 어딘가에 생명체가 존재하고 있다는 합리적 추론만 가능할 뿐 실제로 이를 확인하거나 과거 흔적을 찾은 사례도 아직 없다.

NASA는 화성에서 생명체의 흔적을 찾고 있으며, 인류가 화성으로 이주하여 정착이 가능한가에 대한 다양한 연구들을 진행하고 있다.

NASA-제트추진연구소(JPL) 과학분과 연구과학자 성기윤 박사는 27일 국립과천과학관에서 열린 우주연구실 인턴 체험전 특별강연회를 통해 이러한 NASA의 연구들을 소개하고, 화성의 생명체 생존 가능성에 대해 진단하는 시간을 가졌다.

성기윤 NASA-JPL 박사가 여러 청중들 앞에서 강연을 하고 있다 ⓒ정현섭/ScienceTimes

성기윤 NASA-JPL 박사가 청중들 앞에서 강연을 하고 있다 ⓒ정현섭/ScienceTimes

지구와 비슷하나 매우 척박한 환경

화성은 인류의 이주와 정착 가능성이 높은 행성으로 꼽힌다.

화성은 지구와 크기가 비슷하면서도 단단한 지각을 가지고 있으며, 화성의 토양도 건축 재료로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또한, 화성에 얼음이 존재한다는 사실도 발표된 바 있어 생명체의 생존에 꼭 필요한 물(H2O)이 흘렀을 가능성도 꾸준히 제기되고 있다.

화성의 자전주기는 24시간 37분으로 지구에서 1일의 길이와 거의 같으며, 자전축의 기울기 또한 25°로 지구와 비슷해 계절변화도 관측할 수 있다.

다른 행성들에 비해서 지구와 거리도 비교적 가깝기 때문에 수송선이나 우주왕복선을 보내기도 유리하다.

붉은 색을 띄는 화성ⓒPublic Domain

붉은 색을 띄는 화성ⓒPublic Domain

하지만, 화성은 인류를 비롯한 생명체가 살기에는 매우 척박한 환경을 가지고 있다.

화성의 표면 온도는 최저 –140℃, 최고 20℃로 지구에 비해 매우 낮은 편이며, 중력은 지구의 40%가 채 되지 않아 사람의 근육이나 뼈에 좋지 않은 영향을 미친다.

화성은 중력이 약하기 때문에 대기도 매우 희박하다.

화성의 대기는 무거운 이산화탄소가 95%를 차지하고 있으며 산소, 수증기 등은 아주 적은 양만 분포하고 있다.

이런 이유로 화성에서는 현재 생명체의 흔적을 찾아볼 수 없다.

화성으로 떠난 최초의 탐사선 바이킹이 화성 지표의 흙을 채취하여 관찰한 적이 있으나 생명체 징후를 발견하지 못하였다.

2012년 탐사로봇 큐리오시티는 드릴을 이용해 땅속을 파내어 지표 아래를 관찰하기도 했으나 생명의 증거를 찾아내지는 못했다.

성기윤 NASA-JPL 박사는 “우주 어딘가에 생명체가 있을 것으로 추정하고 있으나 실제로 발견한 사례는 없다”며 “화성에서라도 지극히 단순한 형태의 유기체를 발견하기 위해 엄청난 노력을 기울이고 있다”고 전했다.

푸른 화성 만들기 가능할까?

성기윤 박사는 화성을 지구와 같은 행성으로 개조할 수 있을지에 대해 과학을 근거로 한 개인적 소견을 밝혔다.

우선 생명체의 생존에 필요한 산소 및 영양분 문제는 식물 내 엽록체에서 발생하는 광합성을 모방하는 기술을 만들 수 있다면 해결할 수 있다.

아울러 화성 내에 온도를 높이고 얼음을 녹이기 위해서는 온실효과를 만드는 것도 중요하다.

하지만 화성의 대기는 수많은 작용으로 인해 계속 엷어지는 특성이 있어, 인공적으로 온실효과를 만들어냈다고 해도 금방 사라질 가능성이 크다.

푸른 화성을 만드는 데 있어 가장 어려운 부분 가운데 하나가 바로 자기장을 만드는 일이다.

지구에 존재하는 자기장은 우주에서 오는 자외선이나 고에너지 입자로부터 방어막 역할을 하는데, 화성에는 이러한 자기장이 존재하지 않는다.

지구자기장은 핵 부분에 철(Fe) 성분이 존재하는 가운데 액체로 된 외핵의 대류를 통해 발생한다. 반면, 화성 내부에는 철 성분도 없을뿐더러, 지구와 같은 분화 과정을 거치지 않아 자기장을 갖지 못한 것으로 파악된다.

성기윤 박사는 “화성을 지구처럼 개조하는 것은 기술적으로 불가능하다는 것이 연구결과다”며, 인류가 정착할 만한 환경을 화성에서 만들 수 없음을 강조했다.

화성의 지질구조ⓒUSGS

화성의 지질구조ⓒUSGS

화성 정착은 불가, 베이스캠프는 가능

화성을 지구와 같이 개조할 수 없기에 인류의 화성 이주와 정착은 사실상 불가능한 것으로 판단하고 있다.

화성에서의 자급자족이 실질적으로 어렵기 때문에, 베이스캠프를 건설한다면 지구에서 보낸 수송선을 통해 물자를 받아야 한다.

블루오리진은 화성으로 보낼 수송기를 만들고 있는 중이며, 스페이스엑스는 NASA로부터 기술이전을 받고 의욕적으로 추진하고 있다.

현재 NASA는 유인 우주왕복선이 화성으로 떠나 착륙하는 기술뿐만 아니라 베이스캠프를 만드는 기술들을 미리 확보하고 있는 것으로 알려져 있다.

이러한 소규모 베이스캠프나 과학 기지는 유해한 우주 에너지로부터 몸을 보호하고, 건물은 산소, 수증기를 유지하기 위해 밀폐된 공간으로 만들어야 한다.

하지만, 이마저도 현실적인 문제가 존재한다.

화성은 태양을 공전하고 있는데, 지구와 화성이 가장 가까워지는 시기에 맞게 우주선을 보내야 하기 때문이다.

성기윤 박사는 “수송선을 보내는 데만 5~6개월이 걸린다”며, “화성 베이스캠프에서 지구로 돌아올 때도 이렇게 화성과 가까워지는 시기를 주기로 준비해야 하기에 베이스캠프를 짓는 것도 쉽지 않다”고 밝혔다.

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