기획·칼럼

달에서 살아가기 위해 필요한 과학기술

[과학으로 보는 환경과 에너지] 지속가능한 환경 조성 및 에너지 순환체계 구축돼야

1969년 7월 20일 아폴로 11호와 함께 인간이 처음 달에 착륙한 이래, 달에서 살아가는 것은 더 이상 상상 속에 머무르지 않았다. 1972년 아폴로 17호를 마지막으로 유인 달 탐사 프로젝트를 중단했던 미국은 2024년까지 다시 인간을 달에 보내겠다고 2019년 발표했다.

과거의 달 탐사는 냉전 시대의 미국과 소련의 경쟁 때문이었다면, 이제는 인류의 새로운 미래를 개척하기 위해서다. 미국항공우주국(National Aeronautics and Space Administration, 이하 NASA)이 발표한 아르테미스(Artemis) 계획은 달에 최초의 여성 우주인과 남성 우주인을 보내고 지속가능한 유인 기지를 건설하는 것이다.

NASA는 2024년까지 인간을 다시 달에 보내고 거주할 기지를 건설하는 프로젝트, 아르테미스(Artemis)에 착수했다. ⓒ NASA, https://www.nasa.gov/

인류의 원대한 꿈인 ‘우주에서 살기’ 위한 과학기술의 핵심은 생존기술에 있다. 우주에서 필요한 기술은 모두 인간의 생존을 위해 준비된다. 작지만 완전한 생존을 위한 생태계를 설계하기 위해서 ‘지속가능성’이 중요하게 다루어진다. 그리고 그 기술들을 따라가다 보면 환경과 에너지로 귀결된다.

깨끗한 물이 계속 공급되어야 하고 배설물과 폐기물은 자원으로 재활용되어야 한다. 농작물의 생산은 인간의 생활과 연결되어 끊임없이 순환되어야 한다. 생명체가 살아가기 위해 필요한 에너지는 우주에서 자연스럽게 확보되어 인간의 에너지로 바뀔 수 있어야 한다. 즉, 달에서 모든 것은 친환경적이고 에너지 효율적으로 구축되어야 한다.

인간이 살아가는데 가장 중요한 자원은 물이다. 과학자들은 다행히 달에 상당량의 물이 존재한다는 것을 밝혀냈다. 2009년 NASA는 ‘달 분화구 관찰 및 탐지위성(LCROSS)’을 이용하여 남극에 대량의 물이 존재함을 확인했다.

태양에너지와 물이 있으면 그다음에는 자원이다. 달에 기지를 건설하고 그곳에서 살아가려면 많은 자원이 필요하다. 달에서 필요한 자원을 지구에서 로켓 배송하는 것은 현실적으로 매우 어려운 일이다.

NASA에 따르면 1파운드(0.45kg) 무게의 물질을 우주로 보내는 데에는 적어도 1만 달러가 필요하다고 한다. 지속가능한 기지를 건설하기 위해서는 탐사지역 현장에 있는 자원을 활용(In-Situ Resource Utilization, 이하 ISRU)해야 한다. 달에서 자원의 채취부터 재활용까지의 산업생태계를 최대한 닫힌 과정(closed cycle)으로 구축하여 자원을 효율적으로 활용하고 낭비를 없애야 한다.

2020년 2월 노르웨이 등 유럽 과학자들은 달 기지를 달 토양과 요소(Urea)를 사용하여 3D 프린팅으로 건설할 수 있다는 연구를 발표하기도 했다. 요소는 사람의 소변에 물 다음으로 많은 성분이다. 인간의 배설물이 유용한 자원이 되면 지구에서 공급되어야 하는 자원의 양을 절감할 수 있다. 자원과 에너지의 지속가능한 선순환 흐름을 만드는 것은 달에서 구현되어야 하는 인간의 지혜, 과학기술이다.

달 토양과 사람의 소변에 들어있는 요소를 혼합하여 3D 프린팅으로 달 기지를 건설할 수 있다는 연구가 발표되었다. ⓒ “Utilization of urea as an accessible superplasticizer on the moon for lunar geopolymer mixtures” by Shima Pilehvar, Marlies Arnhof, Ramón Pamies, Luca Valentini and Anna-Lena Kjøniksen, 5 November 2019, Journal of Cleaner Production. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119177

언젠가 다른 별에서 거주할 수 있을 것이라는 인간 꿈은 상상이 아닌 현실이 되어가고 있다. 역사가 말해주듯 과학은 인간의 상상을 현실로 만든다. 인간이 지구가 아닌 우주 어딘가에서 살아가는 날이 온다면, 과학이 그 문의 열쇠일 것이다. 달에 새로운 거주 생태계를 만드는 데에 무엇보다 중요한 것은 지속가능함이다. 지구에서는 자연이 오랫동안 그 거대한 체계를 구축해왔다. 작은 별 지구의 신비로운 작은 생명체 인간이 스스로 개발한 과학기술과 함께 광활한 우주에 발을 내딛고 있다. 인간의 지혜로운 과학기술이 미지의 세계에 지속가능한 체계를 만들어낼 수 있길 기대한다.

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전체 댓글 (1)

  • 김지영 2020년 5월 22일10:35 오전

    묻는 만큼 알게 된다고 하죠?
    진지하게 ‘절문근사(간절하게 묻고, 가깝게 생각)’의 자세로 한 걸음씩 다가가 보면,
    꿈 같은 일도 그리 멀지 않을 것 같습니다.

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