화성에 정말 인간이 살 수 있을까

NASA의 화성 탐사선 ‘퍼서비어런스’ 미션 ‘고대 생명체를 찾아라!’

미국과 중국, UAE 등 각국의 화성 탐사선이 지난달 모두 화성에 도착했다. 미국 NASA의 화성 탐사선 퍼서비어런스의 가장 중요한 임무는 고대 생명체 흔적을 찾는 것으로 알려졌다. 화성에서 산소와 물을 만들어 낼 수 있는 방법이 개발되고, 2030년 안에 지구인이 거주하는 화성 식민지를 세우겠다는 민간기업의 목표가 공표되는 등 인류를 우주로 보내려는 계획이 현실로 다가오고 있다.

인류는 정말 화성에서 살 수 있을까.

미국의 화성 지상탐사선 ‘퍼서비어런스’가 화성 착륙에 성공했다(나사)

화성 환경에도 살아남은 ‘지구 미생물’

화성과 같은 악조건서도 지구 미생물이 일부 살아남은 것으로 나타났다. 미국 항공우주국(NASA)과 독일항공우주센터(DLR) 공동 연구팀은 성층권에 미생물 실험장치를 띄워 화성 조건에서의 생존 가능성을 분석하는 연구를 진행했으며, 해당 결과를 얻었다고 과학 저널 ‘미생물학 프런티어스’(Frontiers in Microbiology)를 통해 지난달 발표했다.

이러한 연구결과는 인간의 신체와 음식, 환경과 밀접하게 연관된 미생물이 우주 환경에서 얼마나 견뎌낼 수 있는지를 파악하는 것은 미래 우주탐사의 성패에 중요한 변수가 될 수 있을 것으로 관측되고 있다.

그렇다면 화성에서 인간이 정말 살 수 있을까.

미국의 화성 지상탐사선 ‘퍼서비어런스’가 화성 착륙에 성공하며, 인간 정착 가능성을 본격적으로 조사한다. NASA 제트추진연구소는 지난달 18일, 오후 3시 55분 퍼서비어런스가 화성의 고대 삼각주로 추정되는 ‘예제로 충돌구’에 안착했다고 발표했다.

퍼서비어런스는 중량 1026㎏에 승합차 정도의 크기로, 화성지상탐사선 역사상 기술적으로 가장 진보한 것으로 평가받고 있다. 탐사선에는 각종 센서와 마이크, 레이저, 드릴 등 고성능 장비가 실렸으며, 카메라는 19대가 달린 것으로 나타났다. 특히 소형 헬기 형태의 중량 1.8㎏의무인기 ‘인제뉴어티’를 장착한 것이 주목받고 있는데, 해당 무인기는 화성에서 첫 비행을 시도할 전망이다.

퍼서비어런스의 가장 중요한 임무는 고대 생명체 흔적을 찾는 것으로 알려졌다. 이를 위해 지구로 가져올 토양·암석 샘플을 채취하는 임무를 수행할 예정이다. 퍼서비어런스가 착륙한 예제로 충돌구는 35억년 전 강물이 흘러들던 삼각주로 추정돼 유기 분자와 미생물의 흔적을 발견할 수 있을 것으로 기대가 큰 곳이다.

연구팀은 화성과 비슷한 환경의 유리와 강철로 만들어진 1ℓ 용기 9개로 이뤄진 실험장치인 ‘애트모스’라는 생물반응기를 만들었다.(ZARM)

퍼서비어런스가 토양과 암석을 수집해 보관하게 되면, 이후 추가 발사된 탐사선이 수거해 2031년 지구로 옮길 예정이다. 이를 통해 지구에서는 고성능 장비를 통해 생명체 흔적 탐색할 전망이다.

특히 탐사선은 화성에서 생명체의 흔적을 확인하고, 향후 퍼서비어런스에 실린 실험장비를 통해 인간 정착에 대비해 화성 대기 중 이산화탄소를 산소로 바꾸는 실험도 할 예정이다.

해당 실험은 화성 대기의 96%를 차지하는 이산화탄소를 산소로 바꿔 호흡이나 로켓 추진의 산화제로 사용할 수 있는지를 확인하는 것으로 알려졌다. 실험에 성공할 경우, 지구에서 산소를 가져가지 않아도 돼 화성 개척에 중요한 진전이 이뤄질 것으로 기대를 모은다.

화성 자원으로 물과 산소 만드는 시스템

독일 브레멘대 응용우주기술·미소중력연구센터(ZARM) 연구팀은 화성처럼 저압과 이산화탄소, 질소만 있는 대기조건에서도 생명유지시스템을 쉽게 만들 수 있는 생명공학 기술을 개발했다고 지난달 밝혔다.

연구팀은 유리와 강철로 만들어진 애트모스에 시아노박테리아를 넣고 화성과 같은 환경에서도 생존하며 인간에게 필요한 것을 생산해 낼 수 있는지를 밝히는 실험을 진행했다.

이때 연구팀은 ‘남조류’로 불리며 광합성을 통해 산소를 만들어 내는 시아노박테리아에 주목했다. 세포핵이 없는 원핵세포로 이뤄진 원핵생물인 시아노박테리아는 원시 지구 대기에 산소를 뿜어내는 데 큰 역할을 한 것으로 알려지고 있다. 이에 화성처럼 낮은 기압과 탄소, 질소로 이뤄진 대기에서도 쉽게 살아남아 산소를 만들어 낼 수 있을 것으로 기대되고 있는 생물체다.

연구팀은 화성과 비슷한 환경의 유리와 강철로 만들어진 1ℓ 용기 9개로 이뤄진 실험장치인 ‘애트모스’라는 생물반응기를 만들었다.

연구팀의 관찰 결과, 시아노박테리아는 죽지 않고 지구에서처럼 산소를 만들어 내는 것으로 나타났다. 연구팀은 아나베나를 이용해 당과 아미노산을 비롯한 기타 영양소는 물론 식품과 의약품 생산에 필요한 다른 종류의 박테리아를 만들 수도 있을 것으로 관측했다.

연구팀은 향후 화성에서 사용할 수 있는 자원만으로 산소와 영양분은 물론 물까지 생산해 낼 수 있는 생물학적 시스템을 구축하는 연구를 진행할 전망이다.

퍼서비어런스에는 소형 헬기 형태의 중량 1.8㎏의 무인기 ‘인제뉴어티’가 탑재돼 있다.(나사)

스페이스X와 블루오리진의 화성정복 목표

일론 머스크 스페이스X 최고경영자(CEO)는 지난해 미국 플로리다주 케네디 우주센터에서 미 항공우주국(NASA) 소속 비행사 두 명을 태운 유인우주선 ‘크루드래건’을 발사하며, 세계 우주사의 한 획을 그었다.

크루드래건은 기존 우주선과 달리 전적으로 자동 운항하고, 테슬라 전기차처럼 버튼 대신 터치스크린으로 조작하는 등 혁신의 집약체로 평가받고 있다. 비행사들이 입은 우주복은 과거의 둥근 헬멧, 뚱뚱한 모양의 우주복과 달리 몸에 착 붙고 편리한 일체형으로 3차원(3D) 프린터를 활용해 제작한 것으로 알려졌다.

머스크 목표는 화성 식민지다. 그는 2030년 안에 지구인이 거주하는 화성 식민지를 세우겠다는 목표를 공표했다. 특히 그는 우주 학술지 뉴스페이스를 통해 “엄청난 위험과 큰 비용이 수반되겠지만 인류를 다 행성 종족으로 만들 것”이라고 밝히며 눈길을 끌었다.

전문가들은 몇 년 뒤 스페이스X의 ‘스타십’이 완성될 경우, 우주가 더 가까워질 것으로 관측하고 있다. 스페이스X가 개발하고 있는 대형 우주선 스타십은 사람과 화물을 태우고 화성을 오갈 수 있으며 재사용도 가능한 것으로 알려졌다. 여러 물건을 함께 싣는 방식으로 비용을 대폭 줄이고, 재사용을 위해 바다 위에 발사 기지를 세울 것으로 보인다.

또한, 아마존 CEO를 내려놓은 제프 베조스가 우주 사업에 전념할 것이라는 외신의 보도가 나오고 있다. 베조스의 목표는 그가 2000년 설립한 우주기업 ‘블루오리진’을 통해 우주여행 비용을 낮추는 운송 네트워크를 구축하는 것으로 알려졌다. 블루오리진은 최근 최초의 승객을 우주로 보내는 테스트 비행의 마지막 점검에 들어간 상태다.

화성개척보다는 ‘거주용 위성’이 낫다

이처럼 정부와 민간기업이 정복하려는 화성은 대기가 희박하고, 평균 표면 온도는 영하 80도인 극한의 땅인 만큼, 이렇게 척박한 땅을 개척하는 것보다 차라리 거대 거주용 위성을 쏘아올리는 것이 낫다는 주장도 나온다.

핀란드 기상청의 천체물리학자 페카 얀후넨은 원통 모양의 우주선 수천개가 연결된 ‘메가위성’을 세레스 근처에 띄우자는 주장을 제기했다. 세레스는 화성과 목성 사이에 있는 왜소행성으로 알려졌다.

그의 아이디어는 각 원통 우주선에는 5만7000명 정도 거주가 가능하며, 지구와 비슷한 중력과 대기 환경을 갖췄다. 그가 이런 주장을 제기한 이유는 기존 행성에 인간을 거주시키는 방식이 지나치게 위험하고 비용이 많이 들어가기 때문이라는 근거다.

이에 그는 아예 지구와 닮은꼴 환경을 갖춘 메가위성을 세레스 옆에 띄우는 게 낫다고 관측하고 있다. 세레스는 지구∼화성 간 거리와 비슷해 비행에 대한 부담이 덜 뿐 아니라 질소가 풍부해 메가위성 대기 조성에도 도움을 줄 수 있기 때문이다.

화성 개척, 지구와 닮은 메가위성 등 인류를 우주로 보내려는 계획이 현실로 다가오고 있다.