▲ 인저뉴어티를 화성 표면에 전개한 후 물러나는 탐사 로버 퍼서비어런스 상상도. (출처=NASA)

영화 '스타워스'에 나오는 것처럼 외계행성 곳곳을 비행체로 누비며 탐사하는 장면을 머지않아 보게 될 것으로 전망된다. 다음달 우주 탐사의 신기원을 이룩할 대담한 도전이 화성 하늘에서 시도될 예정이다.

지난달 18일 화성 표면에 착륙한 탐사선 퍼서비어런스(Perseverance)가 품고간 소형 헬기 인저뉴어티(Ingenuity)가 4월 초 화성 하늘 비행에 나선다. 퍼서비어런스 핵심 미션 중 하나인 인저뉴어티의 화성 상공 비행은 인류가 지구 외의 천체에서 최초로 시도하는 것이다.

지난 한 달 동안 미 항공우주국(NASA)은 인저뉴어티가 비행할 장소를 탐색해온 결과, 퍼서비어런스가 착륙한 예제로 크레이터 내부에 가로 30m, 세로 100m가량의 평지를 인저뉴이티의 이착륙 정거장으로 선정했다. 앞으로 인저뉴어티는 이 구역을 기지로 삼아 비행 탐사에 나설 계획이다.

그동안 화성에 보낸 탐사선은 고정형이거나 이동형이거나 간에 모두 지상 근무에 투입된 무인 탐사장비였다. 따라서 가파른 경사지나 협곡 등에는 접근하기 어려웠던 만큼 활동 영역에 많은 제한이 따랐다. 이 같은 한계를 극복하고 화성을 입체적으로 탐사하기 위해서 비행 탐사체가 필요하다는 주장은 오래전부터 있어왔지만 이제야 비로소 그 실행에 나서게 된 것이다.

하지만 화성 하늘을 동체 비행하는 것은 대단히 난이도가 높은 미션이다. 왜냐하면, 화성의 공기 밀도가 지구의 1%밖에 되지 않아 비행을 위한 양력을 얻기가 극히 어렵기 때문이다. 뿐만 아니라, 밤에는 기온이 영하 90도까지 곤두박질치기 때문에 비행체 상태를 유지하는 것도 난점의 하나였다. 이러한 문제들을 극복하기 위해 NASA는 제작 비용 2,400만 달러(약 270억 원)를 투입, 모든 기술력을 집약해 인저뉴어티를 제작했다.

▲ NASA의 인저뉴어티 개발팀. 270억 원이 투입된 기술 집약체 드론이다.

화장지 한통 크기만 한 인저뉴어티의 동체는 가벼운 탄소 섬유로 만들어져, 무게가 1.8㎏에 불과하며, 혹독한 화성 환경에서 견딜 수 있도록 설계됐다. 동력원은 6개 리튬이온 배터리로, 비행 중에는 자체 태양광 패널로 충전한다. 또한 다리는 탄성을 갖고 있어 착륙시 충격을 완화하여 동체나 다리에 무리가 가지 않도록 했다.

인저뉴어티의 비행 메커니즘은 소형 헬기와 비슷한데, 드론처럼 실시간 조종을 하는 것은 아니다. 지구와 화성 간에는 전파가 가는 데만도 10분 정도 걸리기 때문이다. 그래서 NASA는 이동형 로봇 로버(Rover)를 통해 미리 입력해둔 비행 소프트웨어로 인저뉴어티를 조종하여 비행과 이착륙을 시킨다.

이번 시연에서 인저뉴어티는 고도 3~5m의 상공을 약 30초 가량 맴돌다 지표면으로 착륙할 예정이다. 이 소형 헬기는 올해 봄 최대 5회의 시험 비행을 진행할 예정이다. NASA는 시험 비행이 뒤로 갈수록 어려워질 것이라고 전망했다. 마지막 실험에선 300m 거리 비행을 시도한다.

인저뉴어티의 목표는 '화성에서 비행체가 날 수 있다'는 걸 확인하는 것으로, 인저뉴어티는 이륙과 공중 정지비행에만 성공해도 임무 목표의 90%는 달성한 것으로 평가된다. 인저뉴어티 팀은 "라이트 형제가 지구에서 동력 비행이 가능하다는 것을 보여준 순간과 같을 것"이라며 기대를 나타냈다.

다음 달 초 인저뉴어티는 첫 비행을 위해 버서비어런스에서 화성 지표로 내려지는데, 첫 번째 관건은 내려진 인저뉴어티가 24시간 이내에 태양 전지판으로 충전할 수 있느냐 하는 문제다. 충전이 계획대로 이뤄지지 않으면 인저뉴어티 미션은 성공을 담보하기 어려워질 수도 있다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com