[아하! 우주] 화성 생명체 찾는 미 탐사 로버 ‘퍼시비어런스’ 발사

'화성 생명체 존재' 확인, 이번에 끝장 본다

미 항공우주국(NASA)의 야심찬 화성 탐사 로버가 붉은 행성을 향해 날아올랐다.

차량 크기의 ‘마스 2020’ 탐사선 `퍼시비어런스'(인내)는 현지시간 30일 오전 7시 50분(한국시각 오후 8시 50분) 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지 41번 발사대에서 아틀라스-5 로켓에 실려 발사되었다.

미국의 아홉 번째 화성 착륙선이자, 다섯 번째 화성 로버(차량형 이동 탐사 로봇)인 퍼시비어런스의 화성 도착 예정 시간은 약 7개월 뒤인 2021년 2월 18일이다. 퍼시비어런스는 화성의 지름 45km 예제로 크리이터에 연착륙한 뒤 전례없이 대담한 미션을 수행할 예정인데, 몇 가지를 나열하자면, 화성 생명체의 흔적 찾기와 화성 흙을 채취해 지구로 가져오기, 소형 헬리콥트 띄우기 등이다.

무게 1.8kg에 날개 길이 1.2m의 소형 헬리콥터 `인제뉴이티'는 30일 동안 5번의 비행실험을 할 계획이다. 화성처럼 공기가 희박한 곳에서 어떻게 비행기를 띄울 수 있는지 확인하기 위한 실험으로, 90초 동안 5m 위로 날아 150m 왕복비행하는 게 목표다. 성공할 경우 인제뉴이티는 인류가 지구 이외 행성에서 띄운 최초의 비행체가 된다.

퍼시비어런스에는 이밖에도 몇 가지 과학실험 장비가 실려 있다. 화성 대기의 96%를 차지하는 이산화탄소에서 산소를 뽑아내는 ‘목시’라는 장비는 화성 대기를 흡입한 뒤 먼지와 오염 물질을 제거하고 이산화탄소를 산소로 바꿔주는 실험을 한다. 미래 유인 화성 탐사에 대비한 시험이다. 이밖에 지표면 레이더, 기상 관측 장비, 엑스선 분광기, 고해상도 카메라 슈퍼캠과 마이크가 로버에 실려 있다.

NASA의 짐 브라이든스타인 국장은 지난 27일 기자회견에서 “이번 화성 미션은 참으로 흥미진진한 것들입니다. 퍼시비어런스는 미국에 있어 매우 중요한 임무이자 동시에 인류 전체에도 중요한 임무"라고 밝혔다.

이번 발사는 캘리포니아 패서디나에 있는 NASA 제트추진연구소의 미션 컨트롤 센터를 흔든 지진으로 더욱 큰 관심을 불러일으켰다. 그러나 지진은 JPL 관련자들을 약간 당혹시켰을 뿐 카운트다운에 영향을 미치지는 않았다.

​화성에 과연 생명체가 있을까?

화성 생명체의 탐사 역사는 이미 반세기나 되었다. NASA의 쌍둥이 바이킹 착륙선은 1970년대 중반부터 1980년대 초까지 화성에서 현존하는 생명체의 흔적을 찾아내기 위해 분투했지만, 뚜렷한 성과를 내지 못한 채 끝나고 말았다.​

​NASA는 그 후로도 화성 생명체의 흔적을 찾기 위한 '물 추적(follow the water)' 전략을 고안해, 스피릿, 오퍼튜니티, 큐리오시티 로버와 같은 일련의 로봇 탐사차들을 보내 지금까지 탐사를 이어오고 있다.

그 결과, 지금은 춥고 건조하고 황량한 화성 표면이지만 고대에는 생명체가 서식했을 가능성을 보여주는 수많은 증거들을수집했다. 예를 들어, 큐리오시티는 상륙 지점인 게일 분화구가 수십억 년 전에는 생명을 키울 수 있는 호수와 강을 갖고 있었다는 사실을 밝혀냈다. 큐리오시티는 화성 착륙 이래 거의 8년이 다 되는 현재까지 탐사 임무를 계속하고 있다.

브라이든스타인 국장은 기자회견에서 "이제 우리는 화성의 역사를 알았으므로, 자신있게 거기에 생명체가 있었을 것이라고 말할 수 있다. 과연 화성에 생명체가 존재했는지 알아보자"고 말했다.

NASA 2020 화성 미션의 중심인 퍼시비어런스의 활동무대는 고대에 호수와 삼각주가 있었던 예제로 크레이터 바닥이 될 것이다. 이곳은 35억년 전 강물이 흘러 들어와 호수를 형성했을 것으로 추정되는 분지다. 과학자들은 이곳에서 옛 화성 생명체 흔적을 찾을 가능성이 높을 것으로 기대한다.

퍼시비어런스는 무게 1톤에 바퀴 6개로, 동력은 원자력 전지다. 방사성 동위원소 플루토늄-238이 자연붕괴하는 과정에서 발생하는 열 에너지를 전기로 바꾼다.​

​퍼시비어런스의 임무는 적어도 화성 1년(지구의 약 687일) 동안 계속될 예정이다. 퍼시비어런스에 장착된 과학장비 ‘셜록’이 자외선 레이저로 흙과 암석 속에서 과거 물이 흘렀을 시절의 유기분자 등을 찾아내는 일을 한다. 퍼시비어런스는 로봇팔과 드릴을 이용해 원통형 금속용기에 화성의 흙과 돌 등 표본을 수집해 담는다. 용기는 모두 43개다. ​​

또한 로버는 분화구의 지질을 자세히 파악하여 옛날 오랜 기간 동안 따뜻하고 물에 젖어 있었던 예제로의 고대 기록을 보존하는 암석 구성을 매핑한다. 이 같은 작업은 오래 전 화성 미생물에 의해 생성된 탄소 함유 유기분자를 식별하기 위한 것이다. 로버는 지구상의 미생물 매트와 비슷한 스트로마톨라이트 같은 예제로의 암석 구조를 찾을 수 있을 것으로 기대된다.

그러나 퍼시비언런스의 현장 관찰만으로는 화성 생명체에 대한 확실한 결론을 얻기에는 충분하지 않을지도 모른다. 보다 확실한 직접적인 증거를 확보하는 것만이 역사적인 화성 생명체의 존재를 증명할 수 있을 것이다.

NASA의 과학임무 차석 토마스 주부큰은 “화성 생명체에 관한 확실한 결론을 내려줄 궁극적인 증거와 분석은 지구의 실험실에서 나올 것이라고 믿는다"고 기자회견에서 밝혔다.

화성 흙을 지구로 가져온다

퍼시비어런스의 주요 임무가 그 같은 심층 조사를 가능하게 화성 흙을 채취하는 일이다. 로버는 적어도 20개의 암석 및 토양 샘플을 수집할 예정이며, 이 샘플들은 우주생물학적인 조사를 위해 선택되어 예제로의 생물학적 역사 그림을 완성시켜나갈 것이다. ​

NASA-ESA(유럽우주국)은 합작으로 2020년대 중반 두 차례 더 화성탐사선을 보내 퍼시비어런스가 수집한 화성 흙표본을 지구로 가져올 계획이다. 이 우주선들은 2028년 여름 각기 화성 표면과 궤도에 도착해 역할을 나눠 캡슐 수거 작업을 마친 뒤 2031년 지구로 돌아온다.

화성 표본을 수집해 돌아오기까지 지구에서 세 번, 화성에서 한 번 로켓을 발사한다. NASA와 ESA는 이번 프로젝트 비용 27억 달러(3조 2000억원)를 포함해 10년간 모두 70억달러(8조 5000억원)가 투입될 것으로 예상한다.

"화성 흙을 지구로 가져오면, 아폴로의 달 샘플처럼 수십 년 동안 화성의 비밀을 밝히기 위해 여러 세대 연구자들을 바쁘게 할 것"이라고 '2020 화성 샘플 과학자' 크리스 허드가 7월 28일 기자회견에서 말했다.

현재 화성 지표에서는 미국의 탐사선 인사이트와 탐사 로버 큐리오시티가 임무를 수행하고 있으며, 화성 궤도에는 미국 3개, 유럽 2개, 인도 1개를 합쳐 6개의 탐사선이 공전하고 있다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com