[핵잼 사이언스] 유인기지 꿈 아냐…NASA, 화성서 산소 실험 성공

미 항공우주국(NASA)이 화성탐사 로버 퍼서비어런스를 이용해 화성에서 산소를 만드는 실험에 성공했다. 화성 유인기지 현실화를 향한 첫발을 뗐다는 평가다.

1일(현지시간) CNN 등에 따르면, 매사추세츠 공과대(MIT) 연구진은 이날 퍼서비어런스에 탑재한 ‘화성 산소 현장자원 활용 실험’(MOXIE·막시) 장치를 이용해 화성 대기에서 산소를 생성하는 데 성공했다고 밝혔다.

막시는 퍼서비어런스가 화성 표면에 착륙한 지난해 2월부터 다양한 조건에서 7차례 가동됐다. 그때마다 시간당 6g 이상의 산소를 생성하는 목표를 달성했다. 이는 지구에서 보통 크기의 나무 한 그루가 광합성을 통해 내뿜는 산소와 비슷한 양이다.

연구진은 화성에 우주비행사를 보내기 전 막시보다 규모가 큰 장비를 먼저 착륙시켜 가동함으로써 나무 수백 그루가 내뿜는 양의 산소를 생성해 놓으면 유인탐사선이 도착했을 때 우주비행사가 호흡에 이용할 수 있는 산소는 물론 지구로 귀환하는 연료도 확보할 수 있다고 보고 있다.

막시는 과학탐사 활동에 방해되지 않도록 여러 가지 제약을 두고, 구두 상자보다 약간 더 큰 크기로 제작됐다. 그런데도 대기에서 산소를 추출하는 데는 안정적이고 효율적인 성능을 보였다.

막시는 우선 대기를 빨아들여 오염물질을 거른 뒤 이를 압축해 고체산화물전해조(SOXE)에 보내 이산화탄소를 전기화학적으로 산소와 일산화탄소로 분해하게 된다. 이중 산소 이온만 분리해 호흡에 이용할 수 있는 산소분자로 만든 뒤 양과 순도를 측정하는 과정을 거쳐 방출하게 된다.

막시는 가동할 때 몇 시간에 걸친 예열운전을 거친 뒤 한 시간가량 산소를 생성하는 실험을 했으며 그때마다 밤과 낮, 계절별로 조건을 달리하며 대기 상태에 따른 결과 차이를 분석했다.

화성은 계절에 따라 기온이 100℃ 가까이 오르내리는 등 극단적인 기후를 가졌으나, 이는 막시 성능에는 영향이 없는 것으로 확인됐다. 다만, 하루 중 기온이 가장 급격히 변하는 새벽과 황혼에는 아직 실험이 진행되지 않았다. 연구진은 실험실 연구를 통해 이런 조건에서의 산소 생성 작업을 진행하고, 화성에서 언제든 산소를 만들 수 있는 단계까지 나아갈 계획이다.

막시 프로젝트를 맡은 제프리 호프만 MIT 교수는 “다른 행성의 표면에 있는 자원을 사람에게 도움이 되는 성분으로 화학적으로 변환시킬 수 있다는 점을 처음으로 보여줬다. 그런 의미에서 역사적”이라고 평가했다.

자세한 연구 성과는  국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 최신호에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr