화성 이주 프로젝트

지구는 생명체가 살 수 있는 유일한 곳일까?

  과학자들이 생명체가 존재할 수 있는 행성의 조건에 대해 정의한 적이 있습니다. 항성(별)으로부터 적당한 위치만큼 떨어져 있어서 적정한 온도를 유지하며 에너지를 공급받는 곳, 액체상태의 물이 존재하는 곳. 지구는 이 두 가지를 만족하기 때문에 생명체가 존재한다고 보고 있습니다. 그런데 화성에도 물이 흐른 흔적이 보입니다. 화성에서 물의 조건만 충족한다면 과연 화성도 제2의 지구처럼 생명체가 살아갈 수 있을까요?

 

  태양계의 행성 중에서 화성이 그나마 생명체가 살 수 있는 조건을 만족하는 지구와 유사성이 있어서 사람들은 예전부터 제2의 지구가 될 만한 곳으로 화성을 뽑고 있습니다. 금성은 대기 중에 이산화탄소의 농도가 높아서 강력한 온실효과로 인해 생명체가 살 수 있는 적절한 온도가 아닙니다. 물론 우리가 생각하는 생명체가 아닌 다른 형태의 생명체라면 가능하겠지만 지구에 사는 생명체가 살 수 있는 환경을 아닙니다. 

 

 이런 생각으로 많은 SF소설이나 영화가 등장했습니다. 대표적인 것이 영화 마션(The Martian, 2005)으로 주인공이 사고로 인해 화성에 고립된 후 감자를 키우며 자급자족하는 것을 보고 조금 더 현실성이 커져갔습니다. 또한 민간 우주탐사기업 스페이스 X의 창립자인 일론 머스크(Elon Musk)가 세운 화성 이주 계획으로 한층 더 현실에 다가온 느낌입니다. 일론 머스크는 2050년까지 화성에 100만 명의 인간을 이주시킬 수 있다는 말을 했고, 실제 2018년에는 펠컨 헤비(Falcon Heavy)라는 우주 로켓 발사에 성공한 적이 있습니다. 

화성으로 가는 것만 3개월

  화성으로 가는 방법도 만만치 않습니다. 흔히 목적지를 향해갈 때 출발지와 목적지의 직선거리로 가야 수고와 에너지를 절약한다고 생각하는데 우주라는 공간은 중력을 이용해서 가는 것이 에너지를 줄이면서 갈 수 있는 효율적인 방법입니다. 지구에서 출발한 로켓은 지구의 공전궤도의 힘을 이용하여 궤도를 그리며 화성의 중력에 도달하여 착륙해야 가지고 있는 에너지를 줄일 수 있고, 줄인 에너지만큼 화성에서 필요한 물자를 실을 수 있습니다. 중력을 이용하여 효율적으로 왕복하는데 적어도 2년 6개월이 걸립니다. 하지만 화성에 도착만 한다고 다 해결이 될까요?

테라포밍(Terraforming)

  화성은 지구와 환경이 다릅니다. 자전주기가 24.5시간 즉 하루가 24.5시간이며 공전주기는 약 687일입니다. 1년이 687일이라는 의미입니다. 밀도도 지구보다 작으며 자기장이 없는 것으로 보아 내부구조에 지구처럼 핵이 존재하지 않는 것으로 추정됩니다. 평균기온이 영하 23도이다. 자전축이 기울어져 있기 때문에 지구처럼 계절이 있으나 지구의 약 2배 기간으로 반복될 것입니다. 희박하지만 대기가 있고 주로 이산화탄소로 이뤄져 있습니다. 물이 흐른 흔적이 발견되지만 극관에 존재하는 물은 얼음 상태입니다. 이런 환경에 바로 노출된다면 지구 생명체는 생존할 수 없습니다. 그래서 화성을 테라포밍한 후 이주할 계획을 세우는 것입니다. 테라포밍이란 쉽게 말하면 화성을 지구처럼, 생명체가 살 수 있는 환경으로 만드는 것입니다. 액체상태의 물이 존재하고, 호흡할 산소가 있고, 생명체가 살기 적당한 온도를 유지한다는 의미입니다. 지구의 대기와 유사하게 만들려면 닫힌 공간에 대기성분의 비율과 비슷하게 질소와 산소 등을 채워야 할 것입니다. 그리고 에너지원을 이용하여 태양과 같은 파장의 빛을 더 보강해야 지구상의 식물이 화성에서도 동일한 결실을 맺을 수 있을 것입니다. 

 

화성에서 에너지원

  어떻게 에너지를 공급할까요? 지구에서는 태양에너지, 수력에너지, 풍력에너지, 지열에너지, 화력에너지, 원자력에너지 등을 이용합니다. 화석연료가 있을 가능성이 희박하여 화력에너지는 적합하지 않습니다. 내부 핵이 없을 것이라 추정되기 때문에 지열에너지 또한 안될 가능성이 높습니다. 원자력 에너지는 초기에 기반시설이 많이 들고 안정성이 보장되지 않습니다. 계절에 따라 얼었다 녹았다 하는 이산화탄소를 이용하여 수력에너지를 발전시킬 수 있지만 얻어지는 전력량은 미미하고 계절에 따라 편차가 클 것입니다. 남은 건 태양에너지와 풍력에너지입니다. 지구보다 태양으로부터 거리가 멀기 때문에 도달하는 태양에너지의 양은 적지만 에너지 공급의 많은 양을 차지해줄 듯합니다. 풍력에너지 또한 기대할 만하지만 여기엔 복병이 존재합니다.

복병은 모래폭풍

  물이 적은 화성은 지구보다 건조합니다. 그리고 식물이 없기 때문에 우리가 주로 본 화성의 사진은 붉은 모래나 흙이 있는 사막, 계곡의 모습이었습니다. 그래서 바람이 불면 모래바람이 붑니다. 지구의 바람정도가 아니라 모래폭풍이라고 할 정도라고 합니다. 모래폭풍은 의외의 장소에서 골치 아파집니다. 작고 고운 모래입자가 기계들 사이에 들어가게 되면 오류나 고장을 유발합니다. 또한 태양광판에 모래가 수북이 쌓이면 발전효율을 떨어뜨립니다. 모래폭풍 자체의 위력도 크지만 이곳저곳 흔적을 남기게 되는 것입니다.

 

이런 여러 어려움을 극복하면서 화성을 제2의 지구로 만들어 이주할 계획을 세우고 있는데, 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)가 궁극적으로 꿈꿨던 무선에너지전송방식이 나오면 한 발자국 더 가까워지지 않을까 생각해봅니다.