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탐사임무 중 홀로 화성에 낙오된 미 항공우주국(NASA)소속 우주인 마크 와트니(맷 데이먼 분)의 생존을 위한 분투를 그린 영화 ‘마션’이 최근 개봉해 관객들의 호응을 얻고 있는 가운데, 지난 8일(현지시간) 실제 NASA가 화성 탐사 계획을 상세히 다룬 보고서를 공개해 눈길을 끌고 있다.
‘화성으로의 여정: 우주 탐사의 새 영역을 개척하다’라는 제목의 이 보고서에서 NASA는 2030년대까지 인간을 화성에 보내는데 필요한 총 3단계의 과정을 자세히 서술하고 있다. 그 내용을 간략히 소개한다.
1. ‘지구 의존성 탐구’ 단계
유인 화성탐사의 첫 단계인 ‘지구 의존성’(Earth Reliant) 탐구는 이미 진행 중이다. 이는 지구 바깥 환경에서 우주인들이 장기간 임무를 수행할 경우 겪을 수 있는 각종 문제를 사전에 검토하는 단계다. 여기에는 국제 우주정거장(ISS)에 거주하고 있는 우주인들의 정신과 신체 건강 데이터를 1년 간 수집, 분석하는 작업 등이 포함돼 있다.
또한 현재 ISS에서는 3D 프린터를 이용, 각종 부품을 출력하는 실험 또한 진행 중이다. 이 실험 내용은 향후 우주에서 각종 장비에 이상이 생길 경우 이를 해결하는 데에 요긴하게 활용될 수 있다. 이러한 과정들을 통해 수집된 정보는 화성까지의 최소 항해 기간인 245일 동안의 여정을 계획하는데 도움이 될 전망이라고 NASA는 밝혔다.
2. ‘성능 시험장’ 단계
두 번째 단계는 ‘성능 시험장’(Proving Ground) 단계라고 일컫는다. 본래 이 용어는 새로운 비행체, 차량, 무기 등의 성능과 안전성 등을 시험하는 장소를 이르는 말이다.
현재 ISS의 경우 지표로부터 약 400㎞ 거리에 떨어져 있으며, 지구로부터 출발한 로봇 물자 보급선이 종종 방문한다. 그러나 화성을 탐사하는 우주인이라면 ISS 의 우주인들보다 훨씬 먼 곳에서 월등히 긴 기간을 보급 없이 스스로의 힘으로 살아남아야 한다. 성능 시험장 단계는 이러한 상황에 대처하는데 필요한 각종 기술의 성능을 사전검토해보는 단계다.
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NASA에서 10여 년 후 실행할 예정인 ‘소행성 궤도 변경’(ARM)임무도 그 일환이다. ARM은 지구 근처 소행성의 일부를 추출, 달 궤도에 옮겨놓는 임무다. 이 때 ‘태양전기추진’(Solar-electric propulsion)이라는 추진 기술을 사용해보고 검토할 예정인데 이 기술은 향후 화성에 대량의 보급품을 운반하는 과정에 활용하게 된다.
또한 이렇게 달 궤도에 올려놓은 소행성에는 2025년 경 사람이 직접 방문, 거주할 계획이다. 보고서에서는 “이 소행성에서의 주거 시도는 향후 화성에 장기간 인간을 파견했을 때 발생할 수 있는 상황들과 그 대처 방안을 연구하는데 도움이 될 것이다”라고 말하고 있다.
3. 유인 화성탐사 단계
마지막 단계는 물론 화성에 실제로 사람을 보내는 것이다. 이 단계에서는 1,2 단계를 통해 수집한 정보, 그리고 미리 화성에 보내 놓은 탐사로봇들이 모아놓은 화성 현지 환경에 대한 정보가 종합적으로 활용된다.
현재 NASA는 두 개의 탐사로봇 오퍼튜니티와 큐리오시티를 화성에 파견했으며, 마스 오디세이, MRO, MAVEN 이라는 세 대의 탐사위성 또한 화성 주변 궤도에 띄어 놓았다. 이 기계들은 유인 탐사에 도움이 될 정보를 이미 보내오고 있다.
최근에는 MRO가 수집한 정보를 분석한 결과 화성 표면에 물이 흐른다는 사실이 알려지며 큰 화제를 모으기도 했다. NASA는 앞으로도 화성 내부 탐사용 무인 착륙선과 고성능의 탐사로봇을 2020년경에 추가 파견할 계획이기도 하다.
NASA는 보고서에서 “로봇을 이용한 사전 탐사를 통해 화성 위성들의 중력이 끼치는 영향, 화성의 자원분포, 우주 방사선의 영향 등을 미리 알아보고 화성 착륙기술에 대한 사전검토, 화성 표토 및 먼지에 대한 분석 등을 실시, 유인 탐사에 필요한 정보들을 얻어낼 것”이라고 말하고 있다.
보고서는 결론에서 “화성을 개척하는 데에는 많은 도전 과제들이 있다. 하지만 이 모두는 결국 해결 가능한 것들이다”며 “NASA는 화성에 접근, 착륙한 뒤 그 위에서 생활하는데 필요한 모든 역량을 개발 중”이라고 전했다.
사진=ⓒNASA
방승언 기자 earny@seoul.co.kr
