December 13,2018

“20년 후에는 달에 거주한다”

백여 명 거주하는 '문빌리지'

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2019년은 아폴로 11호가 달에 착륙한지 50주년이 되는 해다. 이를 기념하기 위해 유럽우주국(ESA)은 현재 달에 유인 기지를 조성하는 계획을 추진하고 있어 관심이 모아지고 있다.

ESA가 달에 유인 기지를 조성하는 계획을 추진하고 있어 관심이 모아지고 있다

ESA가 달에 유인 기지를 조성하는 계획을 추진하고 있어 관심이 모아지고 있다 ⓒ universetoday.com

ESA는 최근 달의 남극 근처에 탐사대원들이 거주할 수 있는 기지인 ‘문빌리지(Moon Village)’를 건설하겠다고 발표했다. 행성이나 위성에 인공적인 건축물을 짓겠다는 계획은 여러 기관에서 발표했지만, 구체적 계획을 공식적으로 발표한 것은 ESA의 경우가 처음이다.

현지에서 조달한 원료로 3D 프린팅 건설 추진

ESA가 달에 문빌리지를 조성하는 이유는 크게 두 가지다. 첫 번째는 현재의 우주정거장(ISS)이 수행하고 있는 기능을 대체할 수 있는 기지를 구축하는 것이고, 두 번째는 본격적인 화성 유인기지 조성에 앞서 달에서 테스트를 해보기 위해서다.

문빌리지 프로젝트를 발표하는 현장에서 ESA의 ‘요한 디트리히 뵈르너(Johann Dietrich Wörner)’ 국장은 “문빌리지는 ISS를 대체하는 중간기지의 역할을 담당하게 될 것”이라고 언급하며 “향후 화성 탐사를 위한 전초기지의 성격이 강하다”라고 설명했다.

ESA가 발표한 문빌리지 프로젝트의 주요 로드맵은 오는 2040년 까지 100여명 정도의 탐사대원들이 상주할 수 있는 건축물을 달 표면에 조성하는 것이다.

달에 존재하는 것으로 추정되고 있는 얼음을 녹여 탐사대원들의 생활용수로 공급하고, 기지 건설에 소요되는 자재들은 현지의 토양자원을 활용하여 조달한다는 것이 ESA의 구상이다.

달의 건축물은 대부분 3D 프린팅을 통해 건설될 것으로 보인다 ⓒ Phys.org

달의 건축물은 대부분 3D 프린팅을 통해 건설될 것으로 보인다 ⓒ Phys.org

이에 대해 ESA 부설 국제달탐사연구단의 연구책임자인 ‘버나드 포잉(Bernard Foing)’ 박사는 “문빌리지 조성에 있어서 핵심 요소는 건축자재와 물”이라고 강조하며 “기지 건설이 가시화 단계에 접어들게 된다면 자재 공급의 경우 3D 프린팅이 큰 역할을 하게 될 것”이라고 기대했다.

포잉 박사의 설명처럼 ESA는 달 기지 건설에 필요한 장비를 전적으로 3D 프린터에만 의지한다는 계획이다. 건설용 3D 프린터를 달로 보낸 다음 현지의 토양자원을 원료로 건축에 필요한 자재들을 찍어 내겠다는 것이다.

만약 자재를 지구에서 가져가 달에서 건설하려면 천문학적인 비용이 발생한다. 반면에 현지에 있는 자원을 활용하여 건설할 수 있다면 비용의 대부분을 차지하게 될 운송비가 빠지기 때문에 엄청난 비용절감이 가능해진다.

이와 관련하여 포잉 박사는 “3D 프린터를 이용한 건설 기술은 이미 상용화되어 있는 상황이고, 행성이나 위성 현지의 환경을 가정한 실험에서도 문제가 없는 것으로 드러났다”라고 밝히며 “3D 프린팅의 재료로는 달에서 가장 흔한 토양자원인 현무암이 거론되고 있다”라고 덧붙였다.

로드맵이 정한데로 문빌리지 프로젝트가 차질없이 진행된다면, 상주인원은 출범 초기인 2040년의 100여명을 훌쩍 넘어 2050년대에는 그 수가 1000여명에 이를 것으로 ESA는 전망했다.

달의 극 지방에서 얼음 발견돼

문빌리지 프로젝트의 추진 가능성은 사실 물의 존재 여부에 달려 있다고 해도 과언이 아닐 정도로 물은 매우 중요한 요소다. 건축 자재는 달의 현지 자원을 활용한다는 방침이 이미 정해져 있는 반면에 물은 존재 자체가 확인되지 않았기 때문이다.

다행히도 물의 존재 여부는 최근 발표된 하와이대의 연구결과를 통해 한층 더 가능성이 높아진 상황이다. 2개월 전 ‘슈아이 리(Shuai Li)’ 교수가 이끄는 하와이대 연구진이 달의 남극과 북극 지방에서 얼음의 증거를 발견한 것.

이는 바로 ESA가 달의 중간 지역이 아니라 남극의 인근 지역에 문빌리지를 건설하겠다고 발표한 이유다. 남극 근처에 존재할 가능성이 있는 얼음층으로부터 기지에 물을 공급하겠다는 것이다.

물의 존재를 추적하기 전, 연구진은 달의 자전축이 거의 기울어지지 않았다는 점에 착안했다. 자전축이 거의 직각을 이룬 만큼, 극지방에는 태양빛이 거의 닿지 않는 영구 동토지역이 존재할 것으로 추정한 것이다. 더군다나 달은 대기가 없어서 태양에 의한 급격한 온도 변화를 피할 수 있는 곳은 극지방이 유일했다.

달의 극지방에 얼음이 존재하는 것으로 밝혀졌다 ⓒ NASA

달의 극지방에 얼음이 존재하는 것으로 밝혀졌다 ⓒ NASA

이 같은 결과에 대해 리 교수는 “물의 발견은 문빌리지 거주자들에게 마시고 쓸 수 있는 물을 제공할 수 있다는 점 외에도 이를 분해해서 산소를 공급하고 수소는 에너지로 쓸 수 있다는 가능성까지 제시하는 것”이라고 강조했다.

그러면서 이 교수는 “이전까지만 해도 달에 기지를 건설한다는 것은 공상과학 영화에서나 가능한 상상이었지만, 물이 발견되면서 상상이 아닌 실제로 이루어질 수 있는 현실이 되었다”라고 덧붙였다.

문빌리지가 조성되는 부지도 관심사 중 하나다. 현재 ESA는 남극 근처의 동굴을 최적의 기지 건설 장소로 생각하고 있다. 달은 지구보다 중력이 약하기 때문에 동굴 규모가 지구보다 더 크게 형성될 수 있기 때문이다. 따라서 보다 많은 거주자들을 수용할 수 있는 공간을 확보할 수 있다는 것이 ESA 측의 설명이다.

이 같은 의견에 대해 포잉 박사는 “동굴은 온도 변화에 덜 민감하고, 방사능에 노출되는 것도 피할 수 있다”라고 강조하며 “또한 끊임없이 떨어지는 유성의 충돌로부터도 안전한 장소이므로 문빌리지의 최적 장소는 동굴로 보인다”라고 말했다.

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