화제의 연구

새로운 화성 유인기지 구상 발표, 가까운 미래에 현실화될까?

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▲ 화성 유인기지의 상상도. 코어 (위)와 돔 (아래)의 모습. (사진=École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL))



달 착륙 후 반세기가 흘렀지만, 아직 인류는 달보다 더 먼 장소에 직접 가지 못했다. 가까이 있는 행성인 화성조차 달 - 지구 거리와 비교할 수 없을 만큼 멀리 떨어져 있기 때문이다. 더구나 지구와 화성 모두 태양 주위를 공전하기 때문에 화성까지 직선거리로 갈 수 없고 공전 주기에 맞춰 몇 년에 걸쳐 비행해야 한다. 이 과정에서 화성에 도착한 우주 비행사는 장기간 화성 표면에 체류해야 한다.



나사를 비롯한 관련 기관의 과학자들은 가능한 한 적은 양의 자재로 건설 가능한 유인 화성 기지에 대한 연구를 진행 중이다. 지구에서 화성 표면까지 약간의 화물을 실어 나르는 것도 막대한 비용이 들어가기 때문이다. 화성 표면에서 우주 비행사가 안전하게 체류하기 위해서는 큰 기지를 건설하는 것이 좋지만, 비용 문제를 생각하면 가능한 무게와 부피를 줄여야 한다.

스위스 로잔연방공과대학(École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL))의 과학자들은 110t 정도의 화물로 6명의 우주 비행사가 수 개월 이상 거주할 수 있는 화성 유인기지의 구상을 발표했다. 연구팀은 유인 기지 건설 후보지로 물과 이산화탄소를 구하기 쉬운 극지방을 선정했다. 물론 더 춥고 극한의 기후를 지니고 있지만, 얼음과 드라이아이스가 풍부한 지역이기 때문이다. 더욱이 지구의 극지방처럼 한동안 낮이 계속되는 특징이 있어 최장 288일 동안 쉬지 않고 태양 빛을 받을 수 있다는 장점도 있다.

유인기지는 세 개의 부분으로 구성되는데 12.5m 높이에 5m 지름을 지닌 원통형 구조물인 코어와 외부 공간과 차단되는 에어록 (airlock) 역할을 하는 캡슐, 그리고 거주 공간인 돔(Dome)으로 구성된다. 본체에 해당하는 코어에는 최소한의 거주 공간이 있으며 위에는 화물을 실어 나르는 스카이 크레인이 있는데, 로켓 엔진이 있어 화물을 싣고 나를 수 있다. (사진)

이 기지의 핵심은 바로 돔으로 사실 얇은 폴리에틸렌 섬유로 된 천막이다. 여기에 화성 현지에서 구한 물을 채워 얼리면 두꺼운 얼음벽을 지닌 유인 기지가 되는 것이다. 연구팀은 3m 두께의 얼음이면 단열 효과도 뛰어날 뿐 아니라 화성 표면의 해로운 방사선도 모두 막을 수 있을 것으로 보고 있다. 이는 물론 화성까지 운송해야 하는 화물의 양을 줄이기 위한 방편으로 실현 가능성은 화성 현지에서 필요한 만큼 얼음을 조달할 수 있는지에 달려 있다. 물론 화성의 극지방에는 상당량의 얼음과 드라이아이스가 존재하지만 이를 채취해서 원하는 만큼 가공하는 것은 별개의 문제다. 하지만 그렇다고 필요한 자재를 모두 지구에서 실어오면 비용이 너무 많이 들어 프로젝트 진행이 어려워진다.


현재 나사에서 진행하는 화성 유인기지 공모전인 3D 프린터 출력 거주지 디자인 공모 (3D Printed Habitat Challenge Design Competition) 역시 이런 이유로 화성 현재에서 자재를 조달해 유인기지를 건설하는 것을 목표로 하고 있다. 이렇게 만든 기지는 SF 영화에서 보는 것만큼 근사하지는 않지만, 현재 기술 수준에서 조금만 개선하면 가능하다는 장점이 있다. 나사는 2030년대 화성 유인 탐사를 진행한다는 계획이지만, 현재 진행 속도로는 쉽지 않을 전망이다. 하지만 이렇게 하나씩 관련 연구와 기술적 검토를 계속한다면 이번 세기 안으로 인류가 화성에 발자국을 남길 가능성이 높다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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