[아하! 우주] 유럽우주국, 화성 암석 샘플 운반할 로버 프로젝트 시동

지난 수십 년간 과학자들은 화성에 탐사선과 로버를 보내 이 행성을 매우 자세히 관측했다. 이를 통해 과거 화성에 따뜻한 물과 대기가 있었다는 증거가 발견되었으며 아직도 지하에 상당량의 물이 존재할 가능성이 제기됐다. 하지만 더 결정적인 정보를 얻기 위해 과학자들은 화성의 암석 및 토양 샘플을 지구로 가져와 직접 분석할 수 있기를 기대하고 있다.

과거 아폴로 탐사를 통해 달의 암석을 지구로 가져와 여러 가지 정보를 얻은 것처럼 화성 암석 샘플을 지구로 가져오면 화성의 과거와 현재에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있을 것이다. 하지만 화성이 달과는 비교할 수 없을 만큼 멀리 떨어진 데다 화성 역시 달보다 강한 중력을 지니고 있어 다시 샘플을 지구로 가져오는 일은 쉽지 않다.

미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)은 이 쉽지 않은 과제를 달성하기 위해 3단계 프로젝트를 진행 중이다. 첫 단계는 우선 NASA가 2020년 발사할 마스 2020 로버를 통해 화성의 암석 및 토양 샘플을 채취하는 것이다. 마스 2020 로버에는 36개의 샘플을 담을 수 있는 작은 컨테이너가 있어 과학적으로 가치가 높은 샘플을 보관할 수 있다. 그다음 단계는 ESA가 추진하는 샘플 회수 로버다. 페치 로버(Fetch Rover)라고 불리는 이 작은 로버는 현재 개발 단계로 ESA는 최근 에어버스사와 390만 파운드(약 58억 원)에 계약을 맺고 영국에서 개발을 시작한다고 발표했다.

회수 로버의 형태와 성능에 대해서는 확정된 것이 없지만, 작은 컨테이너를 마스 2020 로버에서 지구 귀환 오비터(Earth Return Orbiter)로 옮기는 역할만 하므로 크기는 작을 수밖에 없으며 이 경우 오퍼튜니티 로버처럼 태양 전지를 이용한 형태가 될 것으로 예상된다. ESA가 공개한 영상에서는 태양 전지를 이용한 소형 로버의 모습으로 등장했다.(사진) 화성 로버는 이미 여러 차례 기술적 검증을 마쳤지만, 로버 간 화물을 주고받은 사례는 없었기 때문에 이 과정이 가장 어려운 부분이 될 것으로 예상된다. 만에 하나 귀중한 화성 샘플을 놓치게 되면 막대한 비용을 들인 프로젝트가 물거품이 되기 때문에 신뢰성 높은 기술을 개발할 필요가 있다.

하지만 가장 어려운 단계는 바로 화성에서 지구로 샘플을 가지고 귀환하는 것이다. 화성의 중력은 지구의 1/3 수준이지만, 그래도 대기도 있고 달보다 훨씬 중력이 강하다. 이런 환경에서 지구까지 먼 거리를 날아가기 위해서는 큰 우주 로켓이 필요하지만, 화성까지 대형 로켓을 실어나르는 일은 쉽지 않다. 따라서 작지만, 효율이 좋은 우주 로켓이 필요하다. NASA와 ESA는 현재 기술 수준으로 작은 컨테이너를 지구까지 실어나르는 일이 가능하다고 보고 계획을 추진 중이지만, 2030년 이전까지 지구로 화성 샘플을 회수하는 일은 만만치 않은 도전이 될 것이다.

마스 2020 로버가 화성에서 5~6년 이상 탐사를 진행하면서 확보한 귀중한 화성 샘플은 빠르면 2026년 발사될 로버에 의해 회수될 것이다. 그리고 모든 것이 계획대로 된다면 2030년 이전까지 지구로 화성 샘플이 도착할 수 있을 것이다. 이 과정에서 확보된 여러 가지 기술은 앞으로 화성 유인 탐사라는 21세기 최대의 도전 과제에 보탬이 될 것이다. 사실 작은 샘플도 화성에서 가져올 수 없다면 인간이 화성에 안전하게 착륙해 탐사한 후 지구로 무사히 귀환하는 일은 불가능하다. 화성 샘플 리턴 프로젝트는 화성을 향한 도전의 주춧돌이 될 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com