The Science Times

화성은 영화와 소설의 소재로도 많이 사용되는 행성 중 하나인데, 태양계 해성 중에서 인류의 관심을 가장 많이 받는 행성이기도 하다. 왜냐하면 지구와 가까이 있으며, 여러 에피소드에 의해 생명의 존재 가능성이 제기되었기 때문이다.

따라서 인류에게 신비감을 주는 행성임과 동시에 공포감을 가져다 주는 행성이기도 하다. 이러한 인류의 관심은 마리너 6, 7, 8, 9호와 바이킹 1, 2호 등 많은 우주선들의 화성 탐사로 이어졌다. 그 결과, 제 2의 지구라고 불리는 화성에 대한 풍부한 자료를 확보할 수 있었다.

그럼에도 여전히 인류는 화성에 대해 더 많이 알고 싶어한다. 머지 않은 미래에 미국항공우주국(NASA)에서 2016년 3월 화성 내부를 연구할 착륙 탐사선 ‘인사이트'(Insight)를 발사할 예정이다. 2016년 큐리오시티(curiosity)를 이어 화성에 도달할 새로운 화성 탐사 로봇이다. (관련링크)

화성은 지구와 가까이 있으면서도 비슷한 행성이기에, 인류에게 제 2의 지구로 불리고 있다. 과거 많은 착륙선을 통해 화성에 대한 연구를 진행했는데, 여전히 인류는 화성에 대해 더 많이 알고 싶어한다. 신비감과 공포감의 대상이었던 화성이 이제는 또 다른 정착지로 주목받고 있다. ⓒ hubblesite.org

인사이트는 화성의 내부와 수십억 년 전 초기 화성에 어떤 일이 있었는지 탐사하는 임무를 띠고 있다. 진동조사와 열 수송을 이용, 화성 내부 탐사라는 의미에서 붙여진 이름이 바로 인사이트(insight)이다. 고도의 탐사 목표를 달성할 수 있도록 설계된 것이 특징이다.

특히 기술적으로 많은 진화를 거쳤다. 2008년 발사된 화성 착륙선 ‘피닉스’와 유사한 임무를 수행하며, 모양이나 기능면에서도 많이 닮아있다. 당시 피닉스는 화성의 북극 지역에서 얼음과 토양을 조사하는 장비를 장착하고 있었다.

인사이트는 여기서 더 나아가 화성대기 진입 후 낙하산을 펴고 스스로 비행하면서 착륙용 다리를 이용, 표면에 사뿐히 내려앉게 된다. 외관은 피닉스와 유사하지만 내부 전자 시스템이 업데이트 되었다. 동력 전달, 통제, 데이터 처리, 하드웨어 등 많은 부분에서 진화하였다.

‘인사이트’라는 이름에 걸맞게 2016년 화성에 도착하게 되면 화성 지표면을 연구하게 된다. 큐리오시티나 오퍼튜니티가 지표면에서 탐사활동을 펼치고 있지만, 이들은 모래언덕을 약 1센티미터(cm)정도 밖에 뚫지 못해 화성 지상의 있는 그대로의 모습만 보여주는데 그쳤다.

하지만 인사이트는 화성 지표면을 몇 미터(m) 정도로 깊게 뚫고 들어가 행성 내부가 어떻게 구성돼 있는지에 초점이 맞춰졌다. 화성의 겉과 안을 모두 살펴보겠다는 의도가 여기에 들어있다. 이를 통해 지구와 가장 비슷한 화성이 어떤 구조로 되어있으며, 주 성분은 무엇인지 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

화성의 내부를 알기 위한 노력

원래 인사이트는 지질물리학 모니터링 기지(Geophysical Monitoring Station; GEM)으로 알려졌었는데, 여기에 구체적인 탐사방식을 명시하면서 이름이 바뀌었다. 지진 측정 장비가 장착된 이 착륙 로봇을 통해 화성의 형성 과정을 밝히는 것도 하나의 목적이다.

실제로 인사이트에는 화성 내부의 구조를 알아보기 위한 진동 실험 장치가 장착되며, 열의 흐름과 물리적 특성을 연구하는 장비 역시 장착될 예정이다. X밴드 라디오 시스템을 이용, 정확한 화성의 자전 주기 역시 측정할 수 있다.

화성에 도착한 인사이트는 가급적 평평한 지역을 찾아 이번에 새롭게 장착된 자치를 화성 표면에 내려놓게 되고, 바람이나 기온 등 화성 환경으로부터 장치를 보호하기 위해 제트추진연구소(JPL)이 장착한 보호막을 씌우게 된다. 왜냐하면 진동측정장치는 바람 등의 외부 진동에 민감하기 때문에, 이를 제대로 막지 못할 경우 잘못된 측정치를 얻게 된다.

뒤이어 로봇 팔은 열의 흐름과 물리적 특성을 측정하기 위해 화성 표면에 HP3을 내려놓게 된다. ‘두더지’라고 불리는 이 장비는 수주일 동안 화성 지표 속 3~5미터(m) 깊이까지 파고들 수 있다. 지표면 아래에서 화성 내부로부터 나오는 열을 모니터하게 된다.

이제 남은 일은 조립과 시험, 발사이다. 다음달 초, 이에 대한 평가 작업이 시작된다. 내년 6월 주요 테스트를 거친 뒤, 2015년 12월에서 2016년 3월 사이에 발사될 예정이다. 6달 반 동안 비행을 계속한 뒤, 2016년 9월 화성 남부에 위치한 엘리시움 지역에 착륙할 예정이다.

화성을 향한 인류의 다양한 프로젝트

인사이트 뿐만이 아니라, 화성을 향한 인류의 다양한 프로젝트가 많이 진행되고 있다. 다소 황당하게 느껴질지 몰라도, 화성에 있는 외계생명체를 찾기 위한 프로젝트도 진행되고 있다. 생명체 탐지에 미사일을 동원하겠다는 내용이다. (관련링크)

미국항공우주국(NASA)에서 화성탐사작전에 참여한 경력이 있는 길버트 레빈 박사가 이끄는 비영리 연구단체인 화성 탐사(Explore Mars)는 ‘엑소랜스'(Exolance)라 불리는 프로젝트를 진행하고 있다. 매우 간단하고 저렴한 방법으로 화성 표면 아래에 있는 생명체의 흔적을 찾는 것이다.

한편 미국항공우주국(NASA)에서는 화성 여행비용을 줄이기 위해 우주 비행 중 우주인을 깊은 숙면에 빠지게 해, 생체 활동이 거의 없는 상태로 만드는 방법을 연구하고 있기도 하다. ‘무기력’ 상태로 불리는 깊은 수면상태는 의학적 처리에 의해, 우주인의 대사기능을 감소시키는 것을 말한다. (관련링크)

자연 상태에서는 저체온에서 이 현상이 발생하는데, 이 프로젝트의 목표는 바로 비행 기간에 우주인이 필요로 하는 공간과 무게를 최대한 줄이는 것이다. 무의식의 수면 상태로 차가운 캡슐 속에서 지내게 하기 위해 시행되는 흥미로운 프로젝트이다.

본격적으로 화성에 정착하기 위한 시뮬레이션도 진행되고 있다. ‘Hi-Esas'(Hawaii Space Exploration Analog and Simulation)라는 이름의 프로젝트인데, 미국항공우주국(NASA) 산하 단체가 진행하고 있는 프로젝트이다. (관련링크)

장차 화성에 인류를 보낼 계획을 추진중인 미국항공우주국이 장기간의 우주여행과 화성 체류가 신체에 미치는 영향을 분석하기 위해 지상에 똑같이 구현한 일종의 ‘가상 실험실’이다. 6개의 방과 주방, 샤워실, 식사실 등으로 구성돼 있으며 총 6명이 거주할 수 있다.

실험에 참가한 사람들은 반드시 실험 기간 내내 주어진 공간에서만 머물러야 하며, 허가된 우주복을 입어야 외출이 가능할 정도로 철저하게 진행되고 있는 프로젝트이다. 2015년까지 각각 8개월, 1년간 이 돔형 가상실험실에 머무는 두 차례 실험을 더 진행할 예정이다.

이렇게 다양한 프로젝트를 통해 미국항공우주국에서는 2030년대에는 화성에서 거주하는 것이 가능할 것으로 예상하고 있다. 화성에 거주하는 것이 공상과학소설에서만 볼 수 있는 내용이 아닌, 현실로 이뤄질 날이 머지 않았음을 알 수 있다.

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