[아하! 우주] 화성 속살을 들여다볼 로버 퍼서비어런스의 비밀 무기

2021년 2월 18일에 화성의 예제로 크레이터에는 역사상 가장 크고 정교한 탐사 로버인 퍼서비어런스(Perseverance)가 착륙할 예정이다. 퍼서비어런스의 무게는 1025kg으로 1997년 화성 땅을 밟은 최초의 화성 로버인 소저너의 100배에 달한다.

바퀴 위의 실험실이라고 불릴 만큼 많은 탐사 장비를 탑재한 덕에 이렇게 몸집이 커진 것이다. 이런 탐사 장비 중 하나가 화성 최초의 지면 침투 레이더(ground-penetrating radar, GPR)인 RIMFAX(Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment)다.

지면 침투 레이더는 지면 아래 구조물이나 지질 구조를 연구할 목적으로 개발된 특수 레이더로 지질 및 자원 탐사는 물론 고고학 유적 탐사, 싱크홀, 지하 구조물 조사에도 활용된다. 레이더이기 때문에 지표면이 아니라 항공기나 위성에서도 땅속을 탐사할 수 있다는 점이 큰 장점이다.

따라서 나사는 지구와 다른 행성을 연구하기 위해서 땅과 얼음을 투과할 수 있는 지면 침투 레이더를 사용해왔다. 하지만 지금까지 화성 표면에 직접 밀착해서 지면 침투 레이더를 사용한 적은 없었다.

화성의 속살을 더 가까이에서 들여다보기 위해 나사는 노르웨이 국방 연구소(FFI)와 협력해 RIMFAX를 개발했다. 무게 3kg에 불과한 소형 지면 침투 레이더인 RIMFAX는 19.6 × 12.0 × 0.66 cm 크기의 레이더 모듈을 통해 최대 10m 아래 지하를 들여다볼 수 있다.

투과 깊이보다 더 중요한 부분은 해상도로 위성 궤도에서는 불가능한 15-30cm 해상도로 지면 아래 있는 광물과 지층의 존재를 파악할 수 있다. 퍼서비어런스 로버는 화성 로버 역사상 최초로 지표는 물론 땅속까지 동시에 들여다볼 수 있는 셈이다. 물론 이런 장비를 탑재한 데는 그럴 만한 이유가 있다.

퍼서비어런스 로버가 착륙할 예제로 크레이터는 35억 년 전쯤 소행성이 충돌해 형성된 지름 45km 크기의 대형 크레이터다. 35억 년 전에는 이 크레이터 내부로 물이 흘러들어와 호수를 형성했다. 퍼서비어런의 목표 착륙 지점은 예제로 크레이터 안에서도 강물이 유입되던 삼각주 지형으로 과학자들은 여기서 당시 생성된 퇴적 지형을 조사할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

하지만 이 시기 형성된 지층을 조사하기 위해서는 겉으로 드러난 부분만으로 충분치 않다. 퍼서비어런스 로버에 탑재된 RIMFAX는 땅속 광물의 분포 및 지층 구조를 확인해 고대 화성에 존재했을지도 모르는 생명체에 대한 단서를 제공할 것이다.

그리고 가능성은 높지 않지만, 혹시 물을 포함한 지하수층이나 얼음이 있다면 이를 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다. 어쩌면 여기에 화성 생명체에 대한 결정적인 단서가 숨어 있을지도 모른다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com