화성에서 복덕방 차리기(2)

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<화성 이주 프로젝트>

매년 기발한 아이디어로 세계인들에게 충격을 주고 있는 일런 머스크 회장은 트위터 팔로워만 3,000만 명이 넘는 인기인이다. 그는 2016년, 2050년까지 화성으로 100만 명을 보낼 수 있다고 호언했다. 보다 구체적으로 현재 8개월에 달하는 화성까지의 이동 시간을 30일로 줄여 지구인들을 화성까지 보내 인구 100만 명에 달하는 지속 가능한 정착지를 건설하겠다는 것이다. 특히 현재 개발 중인 ‘스타쉽(StarShip)’ 우주선으로 1,000대의 선단을 구성하면 한 번에 10만 명씩 운송할 수 있다는 것이다.

그는 1년에 매년 100대씩 우주선을 제작하면 10년에 1,000대 규모의 선단을 만들 수 있으며 지구-화성 간 동기궤도가 열릴 때마다 10만 명의 사람을 화성으로 보낼 수 있다고 장담했다. 즉 지구와 화성은 대략 26개월 주기로 가까워지기 때문에 적어도 2021년부터 2050년 사이에 13차례나 화성으로 향할 수 있다는 것이다.

다소 황당해 보이기도 하지만, 테슬라의 전기자동차, 스페이스X의 재활용 로켓이 그의 기발한 성공 사례다. 게다가 고속철도보다 훨씬 빠른, 시속 1,000km의 ‘하이퍼루프’도 그의 작품인데 이들 모두 실현 가능한 프로젝트이다.

머스크 회장의 계획은 매우 세부적으로 계획되어 2022년까지 유인 우주선으로 화성과 지구를 왕복할 수 있다고 발표했다. 가장 핵심적인 내용은 현재 화성까지 단행으로 거의 8개월 걸리는 기간을 약 80일로 단축하며 궁극적으로는 30여 일을 목표로 삼았다. 지구와 화성이 태양 주위를 다른 주기로 공전하기 때문에 상당히 긴 장거리를 비행해야 한다. 달까지의 여행에는 3일 정도가 소요되지만 화성까지는 8개월 이상이 필요한데 이를 30일로 줄 일 수 있다는 설명으로 이는 로켓의 속도를 높일 수 있는 우주선을 만들 수 있다면 가능한 일이다. 더불어 머스크는 화성으로 사람을 보내 자급자족이 가능한 도시를 건설하기까지 40〜100년이 걸릴 것으로 내다봤는데 우주 계획으로 보면 그다지 긴 기간은 아니다.

머스크의 이런 계획은 궁극적으로 지구가 현재와 같은 상태로 발전을 계속한다면 결국 에너지 고갈, 공해문제 등으로 지구에서 인간이 살아갈 수 없을 정도로 악화될 경우에 대비하여 지구에서 더 이상 인간이 살 수 없게 되기 전에 다른 행성에서 지구인들이 살 수 있는 공간을 만들자는 것이다. 한마디로 에너지 문제를 지구에서 해결하지 않고 발상의 전환으로 화성에서 새로운 근거지를 만들자는 것이다.

제안 내용도 매우 단순하다. 화성을 미리 개척해놓고 있어야 그러한 인류 멸망의 상황이 닥칠 때 화성으로 옮겨와 살아남을 수 있다고 말한다. 물론 이런 원대한 계획들이 실제로 실현된다면 SF영화처럼 인류의 활동 무대는 지구와 화성뿐만 아니라 은하계와 우주 전체로 확대될 수 있음은 물론이다.

하늘에서 불규칙하게 움직이는 화성을 고대 인류는 불길하고 위험한 존재로 생각하여 인류의 상상력을 자극해왔다. 그리스인들은 화성을 전쟁의 신 아레스와 동일하게 생각했고 바빌로니아인들은 저승의 신 이름을 따서 네르갈이라 불렀고 고대 중국인들은 잉훠 즉 불의 행성이라 불렀다.

화성이 이와 같이 고대인들을 자극시킨 것은 화성에도 생명이 있다고 믿을 만큼 지구와 닮았기 때문으로 화성이 인간의 피난처로 간주되는 것도 동일한 맥락이다. 화성은 태양으로부터의 평균 거리가 약 2억2,800만 킬로미터(전파가 도달하는 데 10∼11분)이며, 영어로는 ‘마르스(Mars)’이다. 적도의 반지름은 3,397킬로미터(지구는 6,378킬로미터)이며, 자전축 경사각(지구는 23.5도, 화성은 25도), 하루의 길이(화성 24시간 37분, 지구 24시간), 중력은 지구를 1로 보았을 때 0.38로 여러 가지 측면에서 지구와 너무나도 유사하다. 수소, 산소, 질소, 탄소, 인 등 생명체 구성의 기본원소가 갖춰져 있고 사계절이 존재하는 등 환경 조건도 지구와 비슷하다. 공전 주기는 687일, 타원형 궤도로 태양을 돌고 있으므로 화성과 지구 사이의 거리가 4,800만 킬로미터 밖에 되지 않을 때도 있는데 이런 대접근은 32년마다 일어난다. 또한 화성의 하늘에서는 지구처럼 태양과 달을 볼 수 있는데 달이 한 개가 아니라 두 개(포보스와 데이모스)다.

화성 프로젝트의 출발은 지구에서 인간이 이주할 때 절대적으로 필요한 정착용 자원을 지구에서 옮겨가는 대신 그 화성에서 직접 얻을 수 있는가이다. 이 점에 관한 한 화성은 매우 유리한 여건을 갖고 있다.

우선 화성의 토양 속에는 칼슘과 유황이 석고 형태로 되어 있다. 화성의 진흙 같은 미세한 흙에 물을 섞어 틀에 넣어 말리면 제법 쓸 만한 벽돌이 만들어지고 붉은 석재를 물과 섞으면 회반죽을 만들 수 있다. 또한 화성에서 채취한 석고를 구워 거기에 철분이 풍부한 흙먼지와 물을 섞으면 건물 등을 지을 때 필요한 충분한 양의 시멘트를 제조할 수 있다. 화성이 보유하고 있는 자원만 갖고도 인간이 살 수 있는 기초 구조물을 만들 수 있다는 뜻이다.

더구나 화성의 붉은색 사막에서 이산화철이 출토될 것으로 생각한다.

이산화철이 나온다면 지구에서 산소를 유리시켜 이산화철을 철로 바꾸어버리는 세균을 보내 철광상을 만들 수 있다(45억 년 전 화성에서 생성된 ALH84001 운석 안에서 박테리아가 만든 것으로 보이는 자철광이 발견되었음). 철과 시멘트만 있다면 견고한 건축구조물을 만드는 것이 어렵지 않다는 것을 모두 이해할 것이다. 더구나 이들 세균은 산소를 유리시키므로 산소를 공급하는 이중역할도 할 수 있다고 리츠네스키는 적었다.

화성의 지구화에 따른 걸림돌은 화성에 도착한 지구인이 화성을 출발하여 지구로 돌아올 때 필요한 연료를 어떻게 공급받을 것인가 하는 문제다. 현지에서 연료를 공급받지 못하면 지구에서 상상할 수 없는 큰 우주선을 건조한 후 화성을 왕복하지 않으면 안 된다. 이 문제를 해결하지 못하면 행성 이주 계획에 치명상을 입는 것은 물론이다.

화성 이주의 장점은 바로 연료 문제를 말끔하게 해결할 수 있다는 점이다. 화성의 대기의 95퍼센트가 이산화탄소이므로, 지구에서 가져간 수소로 화성 대기 중의 이산화탄소에 반응을 일으키면 액화산소와 메탄가스 연료를 만들 수 있다. 그것으로 지구로 돌아오는 에너지뿐만 아니라 화성에서 필요한 동력(탐사 차량의 연료탱크 등)의 에너지원으로 사용할 수 있다.

 

<물 찾기>

1965년 7월 14일 매리너 4호가 화성의 1만 킬로미터 상공을 통과하며 찍은 사진은 화성이 지구와 같은 환경 즉 인간과 같은 생명체들이 살 수 있는 환경이 아니라는 것을 명백히 보여주었다. 화성에는 운하, 도시, 물, 침식이나 풍화의 흔적도 보이지 않았다. 한마디로 화성은 지구보다는 달과 더 닮았다. 특히 충돌 당시의 모습을 보여주는 크레이터는 지표면의 상태가 30억 년 넘게 변하지 않았음을 보여주었다. 화성은 죽어가는 행성이 아니라 오래전부터 죽어 있었던 행성이었다.

1969년 발사된 두 대의 매리너 호는 57장의 화성사진을 보내왔다. NASA는 이 사진들을 정밀 분석한 후 화성의 모습을 다음과 같이 그렸다.

 

‘화성은 크레이터가 많고 황량하고 춥고 대기도 거의 없어 인간과 같은 지구형 생명체가 살기엔 대체로 부적합하다.’

 

1971년 발사한 정찰위성 매리너 9호는 놀랍도록 다양한 화성 사진 7000여 장을 보내왔는데 가장 높은 화산인 올림푸스 몬스는 높이가 20킬로미터이고 매리너 협곡은 길이가 4500킬로미터에 달한다. 거대한 협곡과 눈물 모양의 섬은 과거 화성에 거대한 홍수 다시 말해 물이 있었다는 증거로 발표되었다.

1971년 발사한 정찰위성 매리너 9호는 놀랍도록 다양한 화성 사진 7,000여 장을 보내왔는데 가장 높은 화산인 올림푸스 몬스는 높이가 20킬로미터이고 매리너 협곡은 길이가 4,500킬로미터에 달한다. 거대한 협곡과 눈물 모양의 섬은 과거 화성에 거대한 홍수 다시 말해 물이 있었다는 증거로 발표되었다. 미국의 닐 콜먼 박사는 화성의 크리세 평원에 나타난 거대협곡들을 조사한 결과, 길이가 2,000킬로미터나 넘게 얽혀 있는 이들 거대협곡은 방대한 양의 물이 아니면 만들 수 없다고 주장했다.

1976년 착륙탐사선 바이킹 두 대는 화성 탐사에 신기원을 이룩했다. 탐사선이 화성 표면에 안착하여 직접 화성에 대한 자료를 보내왔기 때문이다. 이 당시 세계의 관심은 바이킹이 과연 화성에 생명체 유무를 밝힐 수 있는가 이었지만 결과가 모호해 아직도 그 결론을 놓고 논쟁을 벌이는 중이다.

그러는 와중에 화성에 대한 탐사는 계속되어 화성의 지리와 지질이 보다 더 알려졌다. 1997년 탐사로봇 소저너, 2004년 스피릿과 오퍼튜니티, 2008년 피닉스는 이전의 탐사선이 보낸 것과 차원이 다른 자료들을 보냈다. 600미터 깊이의 깊은 협곡 속으로 계단처럼 이어지고 있는 퇴적물 흔적은 지구의 빙하기와 환경이 유사했던 기간이 수백만 년이나 되었음을 알려준다. 특히 정교한 팔에 삽, 카메라, 분석장치를 달고 있는 피닉스가 보낸 사진은 화성 북극 지역에서 먼지, 모래, 얼음 표면을 보여주었다. 아직 화성에서 미생물이나 지의류의 증거는 알려오지 않았지만 미국 코넬대학교의 짐 벨 박사는 현재까지 밝혀진 화성의 자료를 토대로 다음과 같이 확신하여 말했다.

 

‘화성의 생성 초기 어느 시점에 생명이 살만 했다.’

 

인간을 비롯한 지구의 생명체는 물이 없으면 잠시도 살 수 없다. 어떠한 행성이라도 물이 없다면 이주 계획 자체를 재검토해야 한다. 그런데 화성에는 인간이 절실히 필요로 하는 물이 존재한다는 이점을 갖고 있다. 화성에 물이 있다는 증거는 여러 자료가 증빙한다.

1997년 화성에 도착한 패스파인더가 보낸 사진은 화성에 홍수가 있었다는 명백한 증거들을 보여주었다. 화성의 지하에는 아직도 물이 많이 있다는 것을 간접적으로 시사한다. 2000년 6월에는 화성에 물이 존재했다는 증거로 화성 남극 인근의 지표 사진을 공개했다. 그들이 발표한 지형은 표면에 물이 액체 상태로 스며들어 흘렀을 때 생기는 흔적으로서 지구의 남극 대륙에서도 발견된 바 있다. 미국의 닐 콜먼 박사는 화성의 크리세 평원에 나타난 거대협곡들을 조사한 결과, 길이가 2천 킬로미터나 넘게 얽혀 있는 이들 거대협곡은 방대한 양의 물이 아니면 만들 수 없다고 주장했다.

2001년 6월 프랑스의 「르몽드」지는 2000년 12월 서부 사하라에서 발견된 무게 104g의 운석에서 화성 표면 내부에서 나온 것으로 보이는 물기가 포함돼 있다고 발표했다. 프랑스 국립우주과학연구소는 화성의 맨틀에 표면으로 솟아오르지 않은 물이 있다고 주장했다. 이런 설명에도 불구하고 화성에 물이 있다는 확증이 되지는 못했는데 NASA는 2002년 2월, 2001년 4월 7일 발사한 무인화성탐사선 오디세이가 보내온 화성 관측 데이터를 분석한 결과 먼지와 암석이 뒤섞인 얼음이 넓은 지역에 걸쳐 90cm 가량의 두께로 덮여 있는 것으로 보인다고 발표했다. 얼음 흔적은 화성 남극에서 남위 60도에 이르는 지역에 퍼져 있는 것으로 추정되었다.