NASA“2030 년대 사람들을 보내다”… 중국도 유인 화성 탐사 준비
미국 퍼시 비어가 지난달에 착륙했습니다 … 생명의 흔적을 찾을 가능성 증가
물의 흔적 · 대기 중의 산소… 지구와 가장 유사한 태양계, 화성
1960 년 구소련 이후 50 번의 탐사 시도 … 상륙 성공률의 40 %
식물 심기, 정착지 건설 등 ‘테라포밍’에 약 480 년
과학 저널 네이처는 올해 주제로 ‘화성이 바쁘다’를 꼽았다. 실제로 화성은 2 일 현재 전 세계의 탐사선으로 바쁘다. 지난 여름 지구를 떠난 탐사선이 속속 몰려 들고 있습니다. 2 월 18 일 화성 표면에 발을 디딘 NASA의 탐사 로버 (이동 탐사 로봇) 인내는 35 억년 전 강이 만든 삼각주에 의해 형성된 고대 호수의 예입니다. 분화구는 생명의 흔적을 찾고 있습니다. 그것은 처음으로 화성의 토양을 지구로 가져올 계획입니다. 지난달 24 일, 중국 최초의 무인 화성 탐사선 Tianyuan 1이 화성의 대기 궤도에 성공적으로 진입했습니다. 그것은 5 월부터 6 월까지 태양계에서 가장 큰 충격 분지로 간주되는 ‘유토피아 평원’에 착륙합니다.
1. 화성을 탐험하기 위해 서두른 이유는 무엇입니까?
화성은 태양계 행성 중에서 지구와 가장 유사한 행성으로 알려져 있습니다. 상대적으로 가까울뿐만 아니라 지구와 같은 암석으로 만들어져 있습니다. 일부 대기에는 미량의 산소가 포함되어 있습니다. 수성, 금성과 같은 극한 환경의 행성에 비해 온화한 환경으로 인해 고대부터 지상 탐사선을 통해 대부분의 연구가 수행되었습니다. 흐르는 물의 존재가 확인 된 후 ‘테라포밍'(비 지구 행성을 인간이 할 수있는 환경으로 만드는 작업)의 가능성이 가장 큰 장소로 간주되어 인류 우주 탐사의 핵심 단계로 부상했습니다. 생존).
인류의 화성 개척은 냉전 기간 동안 체계적인 경쟁을 통해 처음 실현되었습니다. 당시 미국과 구소련은 각자의 국가 체제의 자부심을 놓고 경쟁하던 중 우주선을 본격적으로 발사했습니다. 인류 역사상 최초의 화성 탐사선은 1960 년 구소련에 의해 발사되었으며, 화성 표면을 성공적으로 관측 한 최초의 국가는 1965 년 미국이었습니다. 그 이후 양국은 경쟁적으로 탐사선을 발사했습니다. 때때로 화성 궤도에 착륙하는 동안 물과 질소와 같은 살아있는 유기체의 조건이 차례로 확인되었습니다. 화성의 지질, 화학 구조 및 대기에 대한 방대한 양의 데이터가 탐사선에서 지구로 전송됨에 따라 각국의 관심이 커졌습니다. 지금까지 50 척 이상의 우주선이 발사되어 패권 경쟁의 또 다른 분야가되었습니다.
2. 동시 출시 이유
지구에서 화성까지의 길이 항상 열려있는 것은 아닙니다. 지구 밖에서 태양을 도는 화성은 지구 궤도의 두 배인 687 일이며, 둘 사이의 거리가 가까워지면 26 개월에 한 번씩 돌아옵니다. 작년 7 월 17 일부터 8 월 5 일까지 ‘황금 시간’이 도래했습니다. 이 기간 동안 아랍 에미리트 (UAE), 중국, 미국은 이른바 ‘발사 창’이 열린 하늘로 우주선을 보냈다. 궤도 도달을 목표로 한 UAE 탐사선 ‘아말'(아랍어로 ‘희망’)이 지난달 9 일 목표를 달성했다. 같은 달 18 일에 성공적으로 지상 착륙을 한 후 US Percivirence는 화성의 고화질 사진과 화성의 소리 파일을 보냈습니다. 중국 최초의 무인 탐사선 Tianyuan 1은 빠르면 5 월에 지상에 착륙하려고합니다. 올해는 전통적인 우주 탐사 강국으로 여겨지 던 미국의 목표를 가진 기념비적 한 해였으며 지금까지 화성에 9 번 성공적으로 착륙했으며 아랍의 작은 국가 인 UAE와 중국, “우주에서 굴러 ”를 시도하고 있습니다. 특히 약 35 억년 전 강이 흘린 퇴적물로 삼각주가 형성된 고대 호수 ‘예제 분화구’에 정착 한 퍼 시비 런스가 생명의 흔적을 찾을 수 있는지에 주목된다.
3. 프로브의 성공 및 실패 사례
현재까지 미국, 러시아 (이전 소련), 유럽 우주국 (ESA), 인도, UAE 및 중국은 우주선을 화성 궤도에 올리는 데 성공했습니다. 미국은 3 개의 궤도 선 (Odyssey, MRO, Maven), 1 개의 착륙선 (Insight) 및 2 개의 탐사선 (Curio City, Perciviarence)을 통해 탐사에 참여하고 있습니다. ESA는 화성 궤도 선인 화성 익스프레스를 운용하고 있으며 러시아와 협력하여 화성 궤도 인 엑소 마스에 성공적으로 진입했다. 인도는 2014 년 화성 궤도 탐사선 Mangalian을 성공적으로 발사했습니다. 7 월 UAE 탐사선 Amal과 중국의 Tianyuan 1 호도 화성 궤도에 진입했습니다. 화성에 탐사선을 착륙시킨 유일한 국가는 미국과 러시아입니다. 중국은 5 월에 화성 표면에 Tianyuan 1 착륙선과 탐사선을 착륙시켜 제 3 국으로 지명 될 것으로 예상됩니다. 특히 중국이이 임무에 성공하면 중국은 궤도 선과 착륙선, 탐사선을 동시에 운용 한 첫 기록을 씁니다.
4. 공포의 7 분이라고 불리는 이유
1960 년 소련이 화성 탐사선 Masnik 1을 처음 발사 한 이래 인류는 화성 탐사를 50 번 이상 시도했습니다. 성공적인 정산 사례는 20 건뿐입니다. 이는 착륙의 40 %만이 성공했음을 의미합니다. 특히 탐사선이 화성 대기권에 진입, 하강, 착륙하는 것은 어렵고 위험하기 때문에 ‘7 분 공포’라고도 불린다. 가장 최근에 화성에 착륙하지 못한 것은 ESA의 2016 ESA 착륙선 인 Skiaparelli입니다. 화성 생명체를 탐험하기 위해 ESA가 보낸 Schiaparelli는 7 분간의 공포를 극복하지 못하고 화성 표면으로 뛰어 내려 폭발했습니다. 2003 년 6 월 영국에서 제작 한 화성 착륙선 Beagle 2가 유럽 최초의 화성 탐사선 인 Mars Express에서 발사되었지만 착륙 직후 통신이 끊어져 2004 년 2 월에 완전히 사라졌습니다. NASA도 화성 탐사선을 보냈습니다. 1999 년 9 월과 11 월에 화성 극지 착륙선이 연속으로 있었지만 지상의 실수로 모든 접촉이 끊어져 화성 탐사가 실패했습니다.
5. 로버의 능력과 수명
이동식 탐사 로봇 인 로버는 극한의 우주 환경에 적응하고 화성 표면의 토양, 지질 구조, 대기 및 물에 대한 과학적 조사를 수행합니다. 현재까지 화성에 성공적으로 착륙하고 탐사선을 조종 한 유일한 국가는 미국입니다. NASA는 Curiosity and Persistence를 운영하고 있으며 과거에는 Sojourner, Opportunity 및 Spirit을 사용하여 탐사 활동을 수행했습니다. Sojourner는 화성의 지질학, 화학 성분 및 대기를 포함하여 방대한 양의 정보를 지구로 전송했습니다. Twins Rover Spirit and Opportunity는 과거에 화성이 습 했었다는 증거를 발견했습니다. 호기심은 화성 표면 아래에서 물의 흐름과 질소의 흔적을 발견했습니다. NASA의 탐사선은 예상보다 오래 활동했습니다. 정신과 기회를 만들 때 NASA는 수명이 90 일이고 이동 거리가 1000m 인 목표를 설계했습니다. Spirit은 5 년 이상 활동 해 왔으며 Opportunity는 15 년 동안 45km를 이동했습니다. 2012 년 8 월 화성에 착륙 한 큐리오 시티는 예상 수명이 2 년 이었지만 여전히 거의 9 년 동안 활동하고 있습니다.
6. 생명체가 화성에서 살았습니까?
인류는 최초의 우주선 인 Vikings 1과 2 이후 화성에서 생명체의 가능성을 탐구 해 왔습니다. 현재까지 생명체에 대한 명확한 증거는 포착되지 않았습니다. 화성에는 물의 흔적이 흐르고 지하에서 많은 양의 얼음이나 호수가 발견되어 생명이나 존재의 가능성이 여전히 높습니다. 많은 과학자들은 생명체가 지하에서, 특히 불모의 표면 위보다는 물과 고농도의 수소가있는 곳에서 존재할 가능성이 더 높다고 추측합니다. Persistence에는 지하를 관통 할 수있는 지상 관통 레이더 인 RIMFAX가 탑재되어있어 지하의 상태를보다 자세하게 관찰 할 수 있습니다. 삶의 흔적을 찾을 가능성이 너무 큽니다. NASA의 실험 책임자 인 켄 윌리 포드 (Ken Williford)는 “우리는 화성이 생명체가 살 수있는 환경을 가지고 있다는 증거를 가지고 있었지만 이번 탐험은 생명체가 실제로 그곳에 살았는지 추적 할 것입니다”라고 말했습니다.
7. 유인 화성 탐사는 언제일까요?
2018 년 NASA의 마이클 볼든 국장은 2030 년대 중반까지 사람들을 화성으로 보낼 것이라고 말했습니다. 민간 우주 회사 인 SpaceX의 CEO 인 Elon Musk는 2024 년까지 사람들을 화성으로 보내겠다고 약속했습니다. 중국은 또한 화성 유인 탐사를 준비하고있는 것으로 알려져 있습니다. 2013 년 네덜란드 화성 개발 벤처 기업인 Mars One은 2023 년 화성 식민지 건설에 참여할 인력을 모집했습니다.
전문가들은 유인 탐사에 더 많은 시간이 걸릴 것이라고 예측했습니다. 무인 탐사를 통해 화성 환경을 검증해야하며, 화성의 극한 환경을 견딜 수있는 인프라가 구축되어야 인간을 파견 할 수 있습니다. 화성은 자기장이 약하기 때문에 대기가 태양풍에 의해 지워지고 매우 적은 양의 산소가 있습니다. 또한 지구 방사선의 50 배 이상이 작은 대기에서 지표면에 쏟아지고 인간이 3 년 동안 화성에 머무르면 NASA가 우주 비행사에게 허용하는 평생 방사선 량을 초과하게됩니다.
8. ‘테라포밍’이 정말 가능합니까?
‘지구’를 의미하는 테라와 ‘만들다’를 의미하는 형태의 조합 인 ‘테라포밍’은 사람이 살 수 있도록 지구와 비슷한 새로운 행성의 환경을 변화시키는 것입니다. 이를 위해서는 지구에 대기를 만들고 물을 만든 다음 온도를 높여 식물을 심거나 인공 미생물을 퍼뜨릴 필요가 있습니다. 화성은 가장 영향력있는 테라포밍 지역이며, 유명한 천문학 자 칼 세이건과 다른 사람들도 테라포밍을 예상했습니다. NASA의 2012 년 예측에 따르면 화성 대기압을 높이는 데 90 년, 물을 얻기 위해 빙하를 녹이는 데 120 년, 행성 온도를 높이는 데 150 년, 식생을 심고 퍼뜨리는 데 50 년, 화성 정착촌을 짓는 데 70 년이 걸린다고합니다. 등 총 480 년이 걸립니다. 비용은 약 3 조 900 억원 (약 4325 조원)으로 추산된다. 화성 외에도 금성과 목성의 위성 인 유로파, 토성의 위성 인 타이탄, 엔셀라두스도 테라포밍 후보로 언급됩니다.
9. 한국 화성 탐사의 진전
한국은 아직 구체적인 화성 탐사 계획이 없습니다. 가장 최근에 완성 된 제 3 차 우주 개발 기본 계획은 국내 최초의 우주 탐사 프로젝트 인 달 탐사만을 규제하고있다. 2021 년 달 탐사선을 발사 한 후 달 탐사선 발사 조건이 충족되면 2030 년까지 달 탐사선이 발사 될 것으로 예상됩니다. 향후 소행성 샘플 반환 선의 발사에 도전 할 계획이지만 화성을 포함한 다른 행성의 우주 탐사는 더 먼 미래를 약속하는 미래의 과제로 남아 있습니다.
10. K-Space University의 과제는
기본적으로 우주 탐사는 비용과 시간이 많이 소요됩니다. 중장기 사업을 추진할 수있는 일관되고 지속적인 정책과이를 추진하려는 정부의 의지가 필요하다. 전문가들은 도전적인 연구 환경과 실패의 위험이있는 과학적 정책 입안 문화가 지상에 굳건히 자리 잡아야 더 먼 우주로가는 길을 열 수 있다고 조언합니다. 미시적으로는 딥 스페이스 내비게이션과 대용량 추진기 기술이 지원되어야합니다. 딥 스페이스 내비게이션 기술은 내비게이션 소프트웨어, 정밀 자세 제어, 딥 스페이스 커뮤니케이션과 같은 추가 연구 결과의 축적이 필요합니다. 또한 트랙 진입시 속도를 줄이기위한 대용량 스러 스터와 트랙 조정을위한 정밀 스러스트 기술도 필요합니다. 무엇보다 핵 (핵 추진) 엔진의 성공이 우주 탐사의 성공 여부를 결정한다고해도 과언이 아닙니다.
노성열, 정유정, 장 서우 기자