미 항공우주국(NASA)의 행성 탐사 미션이 우선 순위가 높은 탐사표적의 목록을 얻었다. 천문학자들은 TESS 우주망원경의 제2지구 탐색작업을 돕기 위해 ‘거주 가능 행성 목록’을 작성했다고 8일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. “생명체는 어떤 종류의 천체에도 존재할 수 있지만, 생명체를 지탱할 수 있는 종류는 우리 행성과 같은 천체이므로 지구와 비슷한 행성을 먼저 찾아보는 것이 타당하다”고 TESS 과학 팀원인 리사 캘터네거 코넬대 천문학 교수가 밝혔다. 목록을 작성한 새로운 연구를 이끈 캘터네거 교수는 “이 목록은 TESS에게 중요하다. 데이터를 다루는 누구나 가장 가까운 지구 유사체를 찾을 수 있는 별을 알고 싶어하기 때문”이라고 덧붙였다. 2018년 4월 18일에 발사된 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 전임자인 케플러 우주망원경의 미션을 물려받아 태양의 이웃에 있는 수십만 개의 별들을 조사하고, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 검색하는 방법으로 외계행성을 찾아낸다. 이를 트랜싯 방법이라 하는데, NASA의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3750 개의 외계행성 중 약 70%를 발견했다. 미션이 끝나면 케플러보다 훨씬 더 많은 업적을 올릴 수 있을 것으로 기대되고 있는 TESS는 2년간의 주요 임무 중 약 40만 개의 별을 관찰할 것으로 예상된다. 그 별들이 모두 제2 지구를 가지고 있을 가능성이 같지 않은 만큼 이번 새 목록이 필요한 것이다. 캘터네거 교수와 그 동료들은 1822개의 별을 확인했으며, 이들 별은 TESS가 한 번의 트랜싯 방법으로 발견한 것으로, 크기는 지구의 2배 이하, 모항성으로부터의 복사선 조사량은 우리 지구와 비슷한 행성들이다. 이는 곧 행성의 표면 온도가 지구와 비슷하다는 뜻이다. 연구팀은 TESS가 지구 크기의 따뜻한 행성을 발견할 가능성이 높은 408개의 별을 강조했다. “내가 특히 좋아하는 새로운 별 408개가 있는데, 하나만 골라야 할 필요가 없다는 것이 놀랍다. 나는 수백 개의 별을 찾아다닌다”고 캘터네거 교수는 말했다. 이 새로운 별 목록에는 89억 달러가 투입된 제임스웹 우주망원경이 지속적으로 관측할 137개의 별이 포함되어 있다고 연구진은 밝혔다. 2021년 발사 예정인 제임스웹은 산소와 메탄 같은 ‘생체 신호(biosignature)’ 가스를 탐색하는 등, 가까운 외계행성 대기를 분석할 수 있을 것으로 기대된다. 캘터네거 교수는 “TESS가 우리 목록에 있는 수백 개의 별 주변에서 얼마나 많은 거주 가능 외계행성을 발견할지는 알 수 없지만 그럴 가능성은 충분히 있다”면서 “일부 연구에 따르면 우리 카탈로그에 있는 것과 같이 많은 거주 가능 암석 행성의 존재를 시사하고 있으며, 우리는 그러한 세계의 발견을 흥미진진하게 지켜보고 있다”고 덧붙였다. 이 연구는 지난달 ‘아스트로피지컬 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters)에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

이산화탄소와 함께 지구온난화 주범으로 ‘메탄’이 꼽힌다. 이 때문에 소의 트림이나 방귀가 지구온난화를 일으킨다는 연구결과가 나오기까지 하고 있다. 이렇게 대기 중에 있는 메탄가스 이외에도 땅 밑에 매장돼 있는 메탄도 상당히 많아 지구상에서 가장 풍부한 가스 자원으로 꼽히기도 한다. 국내 연구진이 이런 메탄을 원유를 대체할 수 있는 유용한 물질인 메탄올로 전환시킬 수 있는 기술을 개발해 화제다. 고려대 화공생명공학과 이지원 교수팀은 메탄가스로부터 메탄올을 손쉽게 생산할 수 있는 인공 효소 나노입자를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매반응’ 2일자에 실렸다. 현재 다양한 생활용품이나 산업용 소재를 만들 때 활용되는 탄화수소물은 원유를 원료로 생산되고 있다. 이들 대부분은 메탄올에서도 생산할 수 있기 때문에 고갈 가능성이 큰 원유를 대체할 수 있는 탄화수소 제조 원료로 메탄올에 대한 관심은 높아지고 있다. 문제는 메탄올을 생산하기 위해서 메탄가스를 이용하는 경우가 많은데 이 때 활용되는 화학적 산화공정은 에너지 소비량이 많고 환경오염 물질도 많이 유발되는데 반해 메탄올로 반응 전환율은 낮다는 단점이 있다. 이 때문에 많은 생물화학공학자들은 메탄산화세균을 이용한 메탄올 생산 바이오공정을 개발하려는 시도를 많이 하고 있다. 문제는 메탄산화세균의 고농도 배양은 물론 대량 생산이 쉽지 않아 이를 활용해 메탄올 전환 성공사례는 아직 보고되지 않고 있다. 연구팀은 유전공학 기술로 메탄산화효소의 핵심 활성 부위만 활용해 자연 상태의 메탄산화효소와 거의 같은 수준의 활성을 갖는 효소 나노입자를 개발하는데 성공했다. 이번에 개발한 효소 나노입자는 짧은 시간에 고농도로 쉽게 배양되는 대장균을 이용해 대량생산이 가능할 뿐만 아니라 다공성 하이드로겔과 결합시켜 장시간 반복적으로 재사용도 가능하다는 장점이 있다. 이지원 교수는 “이번 연구는 문제점이 많은 기존 화학적 메탄 산화공정을 고효율의 바이오공정으로 대체할 수 있도록 했다”라며 “이번에 개발한 효소나노입자 기술을 확장하면 메탄올 생산 뿐만 아니라 여러 화학물질을 생산하는 물질을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류가 탐사한 가장 먼거리 천체 ‘울티마 툴레’의 미스터리가 하나씩 풀리고 있다. 2015년 7월 명왕성을 방문한 미국항공우주국(NASA)의 심(深)우주탐사선 뉴허라이즌스가 3년반 동안 16억㎞(11AU)를 더 날아 카이퍼벨트의 울티마 툴레에 도착한 것은 2019년 새해를 알리는 종이 친 직후였다. 울티마 툴레는 ‘알려진 세계를 넘어서’라는 의미의 중세시대 용어로 공식 이름은 ‘2014 MU69’다. 뉴허라이즌스가 초기에 보내온 데이터에 의하면, 지구로부터 지구-태양 간 거리의 44배인 65억㎞나 떨어져 있는 카이퍼벨트의 소행성 울티마 툴레는 처음에는 눈사람 모양으로 파악됐다. 이는 두 천체가 충돌로 인해 눈사람 모양으로 붙은 것으로, 큰 것은 울티마, 작은 것은 툴레로 각각 명명됐다.그러나 뉴허라이즌스가 플라이바이 직후 찍은 영상을 분석해본 결과, 울티마 툴레가 구형보다는 납작한 팬케이크처럼 편평한 모양임이 밝혀졌으며, 크기는 35x15㎞, 폭 15㎞임을 알아냈다. 울티마는 19.5㎞, 툴레는 14.2㎞이다. 이처럼 NASA 과학자들은 뉴허라이즌스의 데이터로 울티마 툴레의 퍼즐을 하나씩 풀어가면서 태양계 형성기의 진화와 조성 그리고 지질학을 배우고 있는 중이다. 이제껏 밝혀진 바에 따르면, 울티마 툴레는 의심의 여지가 없이 인류가 최초로 탐사한 연성(連星)이다. 이 천체의 접근 사진은 눈사람 같은 이상한 형태를 보여줬지만, 최근접 촬영된 이미지를 분석해본 결과, 뉴허라이즌스는 울티마 툴레로부터 불과 3,500㎞ 거리 이내까지 접근했다. 이 소행성은 놀랄만큼 특이한 형태를 하고 있는 것이 드러났다. 울티마 툴레는 크고 납작한 판형(울티마)에 작고 둥근 판형(툴레)이 연결된 형태로 이뤄져 있다.​ 이런 특이한 형태는 과학자들에게 커다란 놀라움을 안겨줬다. 미국 콜로라도주(州) 볼더에 있는 사우스웨스트연구소(SwRI)의 앨런 스턴 뉴허라이즌스 수석연구원은 “우리는 태양계 어디서도 이런 형태의 천체를 본 적이 없다”고 밝히면서 “이 발견은 행성을 형성하는 벽돌인 미행성이 어떻게 만들어지는지를 보여주는 것으로, 우리 행성과학자들을 행성 연구의 원점으로 되돌려보내는 사건”이라고 논평했다. 울티마 툴레는 원시 태양계의 물질이 완벽하게 보존돼 있는 천체로, 태양계가 탄생될 때 행성들이 어떻게 형성됐는가를 뚜렷이 보여주고 있다. 울티마와 툴레는 처음에는 분리된 소행성으로 카이퍼벨트에 있는 다른 연성계처럼 서로의 둘레를 공전하고 있었을 것이며, 무엇인가의 힘에 의해 ‘부드러운’ 합체를 이뤘을 것으로 과학자들은 보고 있다. “이 같은 추론은 우리 태양계의 형성에 대한 일반적인 이론에 부합되는 것”이라고 설명하는 미국 워싱턴대학의 윌리엄 매키넌 뉴허라이즌스 공동연구자는 “울티마 툴레의 상호 공전 모멘텀이 대부분 소실된 나머지 두 천체가 이처럼 합병하게 된 것”이라고 밝혔다. 그 합병의 증거는 울티마 툴레의 연결부인 목 부분에 증거를 남기고 있다. 뉴허라이즌스 과학자들은 울티마 툴레의 표면에서 메탄올, 물얼음 그리고 다른 유기 분자의 증거를 발견했다. 이 같은 발견은 과학자들에게 원시 태양계 천체 연구에 커다란 기회를 줄 것으로고 기대되고 있다. 울티마 툴레의 데이터 전송은 아직까지 계속되고 있으며, 2020년 여름이 돼야 모든 데이터 전송이 끝날 것으로 보인다. 현재 뉴허라이즌스는 여전히 카이퍼벨트 지역을 여행하고 있으며, 카이퍼 벨트 천체들에 대한 관측을 계속하는 한편, 카이퍼벨트 우주먼지 환경과 하전입자 방사선 지도를 작성하고 있다. ​2019년 4월 현재, 뉴허라이즌스는 지구에서 약 66억㎞(44AU) 떨어진 지점에서 초속 14.7㎞로 궁수자리 방향으로 항해하고 있는 중이다. 이는 빛이 6시간 달려야 하는 거리로, 지구와 교신을 주고받는 데 12시간이 걸리는 거리이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

연일 계속되는 미세먼지 때문에 사람에게 가장 중요한 호흡조차 매우 불편한 상태가 되고 있다. 중국에서는 인정하고 있지 않으나 화석연료에 크게 의존하고 있는 중국 전력 에너지의 70%를 석탄이 담당하고 있다는 세계은행의 자료는 중국 미세먼지의 주범이 석탄임을 보여주고 있다. 우리나라에서도 석탄에 의한 발전 비율이 2017년 기준으로 50%를 넘었다. 무서울 정도로 엄청난 양의 오염물질과 미세먼지 그리고 이산화탄소가 이 글을 쓰기 위한 컴퓨터를 작동시키기 위해 배출되었다는 것에 두려움마저 느껴진다. 1952년 영국에서 ‘그레이트 스모그’라 불리는 사건이 있었다. 런던에서 닷새간 심각한 스모그가 발생해 1만명 이상이 사망한 사건이다. 현재 한국을 뒤덮는 초미세먼지가 중장기적으로 얼마나 큰 질병과 사망으로 이어질지는 세밀한 역학조사로 밝혀져야 하겠지만 감히 예측하건대 상상을 뛰어넘는 수준이 될 것이다. 그런데 눈에 보이고 직접 우리가 느끼는 미세먼지보다 더 심각한 문제가 있다. 아무리 깨끗하다고 하는 화석연료도 반드시 배출하게 되는 이산화탄소이다. 금성의 예에서도 알 수 있듯이 대기 중 이산화탄소 농도가 어느 수준을 넘어가면 태양 복사에너지는 지구에 갇혀 지구 온도를 높일 것이다. 파리협약에서 이야기한 섭씨 2도가 별것 아닌 것 같지만 평균 온도의 상승은 날짜별 온도 변화의 폭을 키우게 된다. 예를 들어 여름에 50도가 넘는 날과 겨울에 영하 40도를 밑도는 날이 며칠씩 지속된다면 전 세계 곳곳에서 사망자가 속출할 것이다. 추위와 더위는 에어컨과 난방시설로 견딜 수 있을지 모르지만 일단 온도 상승이 시작되면 태양빛을 반사하던 빙하들이 녹게 되고 온도 상승이 더욱 가속화될 것이다. 그리고 시베리아처럼 얼어 있던 땅에 가둬져 있던 메탄가스가 대기 중으로 방출되면서 온실효과는 더욱 커진다. 그렇게 되면 얼음 위에 살던 북극곰만 굶어 죽는 것이 아니라 급격한 기후변화에 적응 못한 농업이 영향을 받아 굶어 죽는 사람도 급증하게 될 것이다. 문제는 이런 변화가 가까운 장래에 갑자기 올 수도 있다는 것이다. 가속되고 있는 변화가 그래서 무서운 것이다. 많은 곳에서 이런 경종이 울리고 있음에도 불구하고 에너지 수요를 감당하기 위해 화석연료를 마구 연소하다 보니 심각한 미세먼지가 몰려오고 있는 것이다. 원자물리학 실험으로 노벨 물리학상을 받은 스티븐 추 박사는 미국 오바마 정부에서 에너지부 장관을 지내며 신재생 에너지 정책을 펼쳤다. 그런 그가 한국은 2060년까지도 신재생에너지를 이용해 에너지 수요의 50%를 생산하기도 어려울 것으로 예측한 바 있다. 그럼 어떻게 해야 할까. 에너지 사용량을 절반으로 줄이는 혁신적인 대안이 있을 수도 있지만 우리 생활에서 에너지 사용은 늘면 늘지, 줄지는 않을 것이다. 그렇다면 탄소 배출을 줄이면서 필요한 에너지를 어떻게 만들어 내야할지 답은 보인다. 어떻게 보면 삼척동자도 다 알 만한 사실인 데도 결말이 뻔해 보이고 나중에 크게 후회할 수밖에 없는 에너지 정책이 현재 진행 중이라 안타까운 심정이다. 화창한 봄날이어야 할 요즘 바깥은 미세먼지가 가득하다. 우리는 가슴 깊이 맑은 공기를 들이마시고 싶다. 이번 4월은 제발 숨 쉬기 어려운 잔인한 달이 아니었으면 한다.

토성의 고리 속에 존재하는 희한하게 생긴 위성들의 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 28일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소 등 공동연구팀은 토성 고리 속 작은 달 5개를 분석한 연구결과를 과학전문지 사이언스(Science) 최신호에 발표했다. 　 토성은 60개가 넘는 달을 거느린 '달부자'로, 아름다운 고리 속에는 일반적인 구형이 아닌 기하학적 모습을 가진 달들이 있다. 이번에 연구대상이 된 달은 판(Pan), 다프니스(Daphnis), 아틀라스(Atlas), 판도라(Pandora), 에피메테우스(Epimetheus)로 모두 토성의 고리 속에서 공전한다. 이번 연구에서 가장 관심을 끈 것은 역시 희한한 달의 모양이다. 판은 만두처럼 생겼으며 에피메테우스는 감자, 아틀라스는 우주에 떠있는 비행접시를 연상시킨다. 또한 각 달들이 파란색과 붉은색 등 색깔이 다른데 이는 토성 고리 속에 존재하는 어떤 물질의 영향으로 해석됐다.연구에 참여한 보니 부라티 박사는 "이 달들은 토성 고리 속의 먼지와 얼음의 영향을 받아 매우 이상하게 생겼다"면서 "이번 발견은 토성 고리와 달이 얼마나 활동적이고 역동적인 영향을 주고받는지 보여주는 증거"라고 설명했다. 　 특히 이번 연구는 지난 2017년 9월 15일 오전 7시 55분(한국시각 15일 저녁 8시55분)께 토성 대기권으로 뛰어들어 장렬한 죽음을 맞은 토성탐사선 카시니호의 데이터로 이루어졌다. 카시니호는 산화하기 몇달 전인 지난 2016년 12월부터 이듬해 4월까지 이들 5개의 달에 접근하며 연구에 필요한 데이터를 지구로 전송했다.　 　 카시니호는 NASA와 유럽우주국(ESA)이 1997년 10월 발사한 카시니-하위헌스호의 일부다. 7년을 날아가 토성 궤도에 진입한 카시니-하위헌스호 중 하위헌스는 모선에서 분리돼 2005년 1월 타이탄의 표면에 착륙해 배터리가 고갈될 때까지 한 시간 이상 데이터를 송출하고 수명을 다했다.　　 그간 카시니호는 토성과 위성의 모습을 촬영해 사진만큼이나 화려한 업적을 남겼다. 탐사 10주년이었던 2014년 기준, 카시니호는 총 500GB의 데이터를 보내왔으며 이번처럼 3000편 이상 논문의 ‘재료’가 됐다. 카시니호의 탐사 덕에 인류는 토성 및 주위 고리와 육각형 태풍의 모습, 메탄 바다가 있는 타이탄의 비밀을 밝혀냈다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

500개가 넘도록 계속 발견되는 위성들 지구는 위성을 달 하나 갖고 있지만, 태양계 8개 행성들이 갖고 있는 위성의 수는 모두 얼마나 될까? 놀라지 마시라. 미 항공우주국(NASA)과 국제천문연맹(IAU)에 따르면 2018년 9월 현재 태양계 행성 주변을 맴도는 위성은 185개에 이른다. 태양계 행성 중 위성 갑부는 단연 목성이다. 무려 79개를 자랑한다. 그 다음은 토성인데, 만만치 않게 위성 수가 62개나 된다. 이 두 행성이 차지하고 있는 위성이 전체의 약 80%에 달하고, 역시 같은 가스 행성인 천왕성이 27개, 해왕성이 14개를 차지하고, 암석으로 된 지구형 행성인 화성은 2개, 지구 1개, 금성과 수성은 하나도 없다. 위성의 차원에서 본다면 태양계는 부의 편중이 엄청나다는 사실을 알 수 있다. 그렇다면 어째서 이처럼 심한 편중 현상이 나타나게 된 걸까? 이유를 캐보기 전에 일단 위성이란 어떤 존재인가부터 살펴보자. 위성은 어떤 천체와 중력으로 묶여 그 둘레를 공전하는 천체를 일컫는다. 이를 자연위성이라 하고, 사람이 만들어 궤도에 올린 것을 인공위성이라 한다. 행성만이 위성을 갖는 게 아니라, 명왕성 같은 왜행성도 위성을 가질 수 있으며, 소행성 중에도 위성을 갖고 있는 것이 있다.왜행성 중 세레스는 위성이 없지만, 명왕성은 카론을 비롯해 5개의 위성을 갖고 있으며, 에리스는 1개, 하우메아는 2개, 마케마케는 1개의 위성을 가지고 있는 것으로 알려졌다. 이들 왜행성, 소행성들이 갖고 있는 위성 수만도 현재 334개에 이른다. 그러니까 현재까지 밝혀진 태양계의 위성 수는 모두 500개가 넘는다는 얘기다. 최근 관측기술이 발달하면서 감자처럼 찌그러진 위성이나 수세미처럼 구멍이 숭숭 뚫린 위성, 물얼음이 덮힌 위성 등, 지구의 달과는 다른 다양한 위성들이 무더기로 발견되고 있어, 앞으로 어떤 위성들이 얼마나 더 많이 발견될지는 아무도 모른다. 이들 위성은 그동안 행성에 딸린 ‘서자’ 취급을 받다가 현재는 생명체 서식과 태양계 형성의 비밀을 지니고 있을 가능성이 높아짐에 따라 위성이 천체 연구의 새로운 주인공으로 떠오르고 있다. 지구형 행성에 위성이 드문 이유 지구의 밤하늘에는 달이 하나밖에 없지만, 79개의 위성을 자랑하는 목성의 밤하늘에는 수십 개의 달들이 떠 있는 장관을 이룰 것이다. 물론 토성의 상황도 비슷하지만, 고리까지 두르고 있는 토성의 밤하늘은 더욱 환상적일 게 틀림없다. 행성에 이렇게 위성이 많은 이유는 행성이 외부에서 작은 천체를 ‘입양’한 경우가 많기 때문이다. 위성이 태어나는 방법은 크게 두 가지로, 행성이 탄생할 때 남은 찌꺼기가 뭉쳐서 위성이 되거나, 주위를 지나가는 작은 천체를 중력으로 끌어들여 자신의 위성으로 삼는 방법이다. 후자의 경우에는 대개 작은 소행성들이 대상이 되므로 대부분이 작고 찌그러진 감자 모양을 하고 있으며, 모행성과는 전혀 다른 기울기로 공전한다. 따라서 이런 행성에 사는 사람이라면 달이 북쪽에서 떠서 남쪽으로 지는 광경을 볼 수도 있다. 과학자들은 이런 위성을 ‘불규칙 위성’이라고 부른다. 현재 전체 위성 중 60%가 넘는 113개가 불규칙위성으로 분류돼 있다. 대부분의 위성은 지구의 달처럼 중력으로 잠겨 있는 상태로 늘 같은 면을 모행성으로 향하고 있다. 그러나 토성 주위를 불규칙하게 도는 히페리온이나, 행성의 가장 바깥 궤도를 도는 토성의 포에베 등은 예외에 속한다. 그러면 암석형 행성에는 왜 위성이 귀한 것일까? 이유는 태양에 너무 가깝기 때문이다. 위성이 행성에서 너무 멀어지면 궤도가 불안정해져 압도적인 태양의 중력에 붙잡혀버린다. 반대로 행성에 너무 접근하면, 중력의 조석효과에 의해 파괴되어 버린다. 수성과 금성 각각의 주기에서 위성이 수십억 년이나 안정되기 있을 영역은 너무나도 좁기 때문에 행성에 붙잡히는 천체도 없으며, 위성이 형성되기도 어려웠을 것이다. 위성 크기로 서열을 매긴다면태양계 위성 중에서 가장 덩치가 큰 것은 어떤 위성이며 얼마나 클까? 목성의 위성 가니메데가 위성의 왕초다. 지름이 5,262km로, 행성인 수성보다도 8%나 크며, 지구의 달보다는 1.5배 가량이나 크다. 가니메데는 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 자작 망원경으로 발견한 목성 4대 위성 중 하나로, 나머지 셋인 칼리스토, 이오, 유로파 등과 함께 갈릴레이 위성으로 불린다. 이 4대 위성은 태양계의 거대 위성군으로, 다 위성 덩치 랭킹 10위 안에 드는 위성들이다. 서열을 매기자면 다음과 같다. 1. 가니메데 5,262km 2. 타이탄(토성) 5,151km, 3. 칼리스토 4,821km, 4. 이오 3,122km 5. 달 3,476km, 6. 유로파 3,122km, 7. 트리톤(해왕성) 2,706km 8. 티타니아(천왕성) 1,580km 9. 레아(토성) 1,527km 10. 오베론(천왕성) 1,423km 이 10대 위성 중 우리의 관심을 가장 끄는 존재는 말할 것도 없이 지구의 달이다. 비록 덩치 순위로는 5위에 지나지 않지만, 모행성 대비 크기 비율은 무려 27%에 달한다. 모행성 대비 2위는 트리톤인데, 그래봐야 5.5%에 지나지 않는다. 이런 이유로 달은 위성이라기보다 동반 행성으로 봐야 한다는 주장까지 있다. 이 달이 지구 자전축을 23.5도로 안정적으로 잡아줌으로써 사계절이 생기고 지구상에 생명이 서식하게 된 것이다. 이 위성에 인류는 50년 전 첫 발을 내딛었으며, 현재는 중국의 탐사 로버가 최초로 그 뒷면을 탐사하고 있는 중이다. 참고로, 지구의 (적도)지름은 12,756km로, 육지는 표면적의 3분의 1을 차지한다. 그러므로 지름이 지구의 약 반인 가니메데의 표면적만 하더라도 지구의 육지면적과 맞먹는 넓이임을 알 수 있다. 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 위성들현재 과학자들에게 가장 뜨거운 관심을 받고 있는 위성은 토성의 엔셀라두스이다. 토성 탐사선 카시니는 2005년부터 여러번 엔셀라두스를 접근 통과하면서 표면의 세부적인 부분까지 탐사하던 중, 엔셀라두스 남극 지방에서 얼음에 뒤덮인 지표를 뚫고 솟아오르는 물기둥들이 발견했다. 간헐천에서 뿜어져나오는 100개가 넘는 얼음기둥 중에는 높이가 무려 300km에 달하는 것도 있다. 이것은 지하에 거대한 바다가 있음을 뜻하는 증거였다. 카시니가 이 위성 가까이 돌면서 확보한 중력측정 결과에 따르며, 엔셀라두스 남극에 있는 바다는 얼음 표층으로부터 30∼40km 아래에 있으며, 바다의 깊이는 약 10km로, 수량은 지구 바당의 2배로 추정되었다. 이 같은 얼음 행성이 과학자들의 관심을 끄는 것은 태양계 내 생명의 존재를 발견할 확률이 아주 높기 때문이다. 이러한 얼음 행성들은 거의 그 내부에 바다를 가지고 있을 것으로 추정되며, 토성과의 강한 중력 상호작용으로 인해 바다는 액체 상태에서 미생물들을 포함하고 있을 것으로 보여지고 있다. 이런 이유로 엔셀라두스는 우주 생물학자들의 버킷 리스트 1번에 올랐다. 목성의 위성 유로파에서도 물기둥이 발견되었다. 허블 우주망원경(HST)으로 촬영한 유로파의 자외선 방출 패턴을 분석한 결과, 이 위성의 남반구 지역에서 거대한 물기둥 2개가 각각 200㎞ 높이로 치솟는 현상이 발생하는 것을 포착했다. 이런 물기둥 분출 현상은 특정한 장소에서 일어났으며, 일단 발생하면 7시간 이상 지속되는 것으로 관측됐다. 이 현상은 유로파가 목성에서 멀리 떨어져 있을 때 생겼으며, 목성에 가까이 다가갔을 때는 발생하지 않았다. 이런 점으로 미뤄볼 때 과학자들은 유로파와 목성 사이의 거리에 따라 유로파의 표면에 덮인 얼음이 갈라지면서 일어나는 현상으로 보고 있다. 이는 지구와 달이 서로에게 힘을 미쳐 ‘밀물-썰물’이라는 현상이 생기듯이, 목성과 힘을 주고받는 유로파 표면의 특정 지역에서 얼음에 틈이 생겨 그 바로 밑 ‘바다’에 있는 물이 뿜어져나온다는 해석이다. 유로파는 표면이 얼음으로 덮여 있고 그 아래에 액체 상태 물로 이뤄진 ‘바다’가 있어 태양계에서 생명체가 존재할 개연성이 가장 큰 곳 중 하나로 꼽힌다. 액화 메탄 바다를 가지고 있는 토성의 위성 타이탄도 우주생물학자들이 주시하고 있는 천체 중 하나다. 초기 지구와 비슷한 환경을 가진 타이탄은 지금까지 탐사한 천체 중 여러 면에서 지구와 가장 닮은 천체로, 생명이 서식하고 있을 가능성이 아주 높은 곳으로 간주되고 있다.타이탄은 지름 약 5,150km로, 목성의 위성 가니메데보다는 작지만 수성보다 크며, 질량도 달의 약 2배나 된다. 또 표면온도가 낮기 때문에 태양계 행성의 위성 중 유일하게 대기를 갖고 있다. 대기의 주성분은 질소이며, 메탄이 액화한 바다를 이루고 있는 것이 카시니 탐사선에 의해 촬영된 바 있다. 타이탄은 어쩌면 미생물을 갖고 있을지 모르며, 적어도 생물 발생 이전의 화학적 상태에 있을 것이라는 점은 분명한 것으로 보인다. 타이탄의 하늘은 메탄과 에탄으로 된 구름으로 뒤덮여 있으며, 또한 대기에는 시안화 아세틸렌과 시안산, 프로판 등 갖가지 유기분자도 발견되었다. 따라서 인간이 숨쉴 수 있는 공기 레시피는 결코 아니다. 중력은 지구의 14% 정도이며, 두터운 구름층으로 인해 방사선은 화성보다 오히려 적다. 또한 다양한 자원을 가지고 있어 에너지를 생산하기는 좋은 환경으로, 이런 여러 가지 이점들 때문에 타이탄은 인류의 미래 식민지로 서서히 부상하고 있는 중이다. ​화성의 꼬마 위성 포보스와 데이모스의 미래도 관심의 표적이 되고 있다. 포보스는 태양계 위성들 중 모행성에 가장 가까이 붙어 있으며, 1년에 1cm 꼴로 계속 접근하고 있다. 이 상태라면 5000만 년 뒤에는 화성과 충돌하거나 조석력으로 산산이 부서질 것으로 예상된다. 인류가 이때까지 지구 행성에서 살아 있다면 포보스의 파편을 고리처럼 두른 이색적인 붉은 행성의 모습을 볼 수 있을지도 모른다. 앞으로 관측-탐사 기술이 발전함에 따라 위성들이 가진 놀라운 비밀들이 점차 밝혀질 것으로 보여, 위성에 관한 인류의 관심은 더욱 높아갈 것으로 보인다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

‘수(성) 금(성) 지(구) 화(성) 목(성) 토(성) 천(왕성) 해(왕성)’. 태양계와 우주에 대해 배울 때 가장 먼저 들어보고 외우는 태양계 행성의 이름들이다. 원래는 명왕성도 태양계의 행성으로 분류됐었지만 2006년 국제천문연맹(IAU)의 행성 분류법이 변해 행성의 지위를 잃고 왜소행성으로 전락하면서 태양계 최외곽 행성 지위는 해왕성이 물려받게 됐다.해왕성은 지구 크기의 4배 정도로 지구를 큰 사과라고 한다면 해왕성은 농구공 정도로 볼 수 있다. 80% 정도가 수소로 구성돼 있고 19%가 헬륨, 나머지가 에탄, 메탄 같은 가스로 이뤄져 있는 해왕성은 가시광선의 붉은색을 흡수하고 청색을 반사해 바다를 연상케 할 정도로 푸른색을 띤다. 이 때문에 그리스 로마 신화에서 ‘포세이돈’ 또는 ‘넵투누스’로 불리는 ‘바다의 신’ 이름을 딴 행성이 됐다.사실 과학계에서 해왕성 발견은 ‘뉴턴 역학의 승리’라고 평가받고 있다. 1781년 독일 출신의 영국 천문학자 윌리엄 허셜이 토성 궤도 바깥에서 천왕성을 발견했는데 문제가 생겼다. 망원경으로 관측된 천왕성의 궤도와 뉴턴 역학으로 계산된 궤도가 다르게 나타난 것이다. 이에 1843년 영국 케임브리지대 존 애덤스와 1845년 프랑스 천문학자 위르뱅 르베리에가 천왕성 너머에 미지의 행성을 가정할 경우 천왕성 궤도가 관측된 값과 계산값은 일치할 것이라고 주장했다. 그러던 중 1846년 독일 요한 갈레가 이들이 예측한 정확한 위치에서 바로 그 행성, 해왕성을 발견함으로써 뉴턴 역학은 위치를 공고히 하게 됐다. 해왕성은 태양계의 다른 거대행성인 목성(79개), 토성(53개), 천왕성(27개)처럼 많은 위성(달)을 갖고 있다. 현재 해왕성의 위성은 14개다. 2013년에 발견된 1개는 아직 위성으로 승인되지 않아 공식적으로 해왕성 위성 숫자는 13개이다. 이 위성들은 모(母)행성인 해왕성을 따라 신화 속 바다의 신들과 요정들의 이름이 붙여져 있다. 가장 큰 위성은 신화에서 포세이돈의 아들인 ‘트리톤’이다. 지금까지는 제1위성인 트리톤 궤도를 기준으로 안쪽으로 6개, 바깥쪽으로 6개의 위성이 도는 것으로 알려져 있었는데 비영리 연구기관인 외계지적생명체탐사(SETI) 연구소와 미국 캘리포니아 버클리대 천문학과, 미국항공우주국(NASA) 에임스 연구센터 공동연구팀은 트리톤 궤도 안쪽에 숨겨져 있던 새로운 달을 찾아내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 21일자에 발표했다. 연구팀은 NASA에서 운용하는 허블우주망원경을 이용해 해왕성 내측 위성 6개와 고리를 관측하면서 2004년부터 2016년까지 촬영한 영상을 특수 이미지 처리기법으로 초고감도 화질로 변환해 광도측정법을 실시했다. 그 결과 해왕성의 제2위성인 프로테우스와 매우 근접한 거리에서 움직이는 작은 위성을 새로 발견했다. 이번에 발견된 위성의 직경은 평균 34㎞에 불과해 해왕성 위성 중에 가장 작은 것으로 알려졌다. 연구팀은 크기가 작아 눈에 띄지 않게 빠르게 움직인다고 해서 ‘히포캄프’로 이름 지었다. 히포캄프는 그리스 신화에서 상반신은 말이고 하반신은 물고기의 모습을 가진 해마 ‘히포캄포스’의 이름을 딴 것이다. 연구팀은 히포캄프의 궤도나 형태를 봤을 때 인근 형제 위성 6개와 마찬가지로 우주에서 날아오는 다른 소행성이나 혜성이 해왕성이나 다른 큰 위성들과 충돌하면서 만들어졌을 것이라고 추정했다. 연구를 주도한 마크 쇼월터 SETI 수석과학자는 “이번 연구 결과는 히포캄프가 두 번째로 큰 해왕성의 위성인 프로테우스에서 오래전에 분리된 조각이라는 가정을 뒷받침해 줄 뿐만 아니라 해왕성 위성들의 생성과 태양계 생성의 비밀을 알려주는 열쇠가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)의 화성무인탐사선인 큐리오시티가 찍은 화성의 전경이 파노라마로 재탄생했다. 현지 시간으로 지난 8일 NASA의 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)가 공개한 영상 속 장소는 큐리오시티가 지난 1년 간 구멍을 뚫으며 탐사를 이어온 베라 루빈 능선(Vera Rubin Ridge) 및 샤프산 등지다. 마우스를 직접 움직여 화성의 모습을 360도로 확인 가능한 이 영상에서는 큐리오시티가 베라 루빈 능선에 작업한 구멍의 고화질 이미지도 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 베라 루빈 능선을 지나 이보다 남쪽 지역인 새 탐사지 클레이-베어링 유닛(clay-bearing unit) 지역의 모습도 볼 수 있다. 현재 큐리오시티는 이 지역에 머물며 탐사를 이어가고 있다. 클레이-베어링 유닛 지역의 탐사는 과학자들이 화성 샤프산의 낮은 층을 형성하는데 영향을 미친 고대 호수 및 토양 광물 구성을 알아내는데 도움이 될 것으로 기대를 모으고 있다. 이번 영상에서는 화성의 하늘과 큐리오시티의 모습은 확인할 수 없지만, 붉은색을 띠는 화성의 토양뿐만 아니라 멀리 보이는 화성의 산까지 한 눈에 볼 수 있어 신비로운 느낌을 준다. 연구를 이끈 아비게일 프래만 제트추진연구소 연구원은 “이번 영상은 큐리오시티가 지난해 12월 19일 보내온 자료를 파노라마로 엮어 제작한 것”이라며 “큐리오시티의 여정은 우리가 화성을 이해하는데 필요한 모든 요소들을 파악하는데 도움을 준다”고 설명했다. 한편 큐리오시티는 2012년 8월 화성 생명체 탐사를 위해 게일 크레이터 부근에 착륙했으며, 하루 200여m 움직이며 탐사를 이어가고 있다. 큐리오시티는 오래 전 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

한 중국 소년이 장난으로 맨홀에 폭죽을 넣었다가 주변을 아수라장으로 만들었다. 지난달 30일 중국 네이멍구자치구 츠펑에서 맨홀이 폭발하는 사고가 발생했다. 사고 원인은 폭죽 때문인 것으로 밝혀졌다. 공개된 거리 CCTV 영상을 보면 불을 붙인 폭죽 여러 개를 손에 들고 다니던 소년이 맨홀뚜겅 구멍에 폭죽을 갖다 댄다. 뜨거운 불을 잠시 맨홀에 대고 있던 소년은 맨홀 속에서 들리는 수상한 소리에 도망을 친다. 그 순간 갑자기 맨홀과 그 주변 보도블록이 폭발한다. 하수도 안에 고여있던 메탄, 황화수소 같은 폭발성 화학물질이 불꽃과 만나며 폭발이 일어난 것이다. 폭발 연기는 주변을 순식간에 덮쳤고, 근처에 주차된 차량 3대가 날아간 보도블록으로 파손됐다. 다행히 맨홀 폭발 사고를 일으킨 소년은 빠르게 도망친 덕에 부상을 입지 않았다. 현지 경찰은 아이가 14살이 되지 않았기 때문에 이 사건으로 조사받지 않을 것이라고 밝혔다. 다만, 인근 차량에 대한 피해 보상은 아이 부모와 차량 소유주 간에 협의가 있을 것이라고 덧붙였다. 사진·영상=Guy Fawkes/유튜브 영상부 seoultv@seoul.co.kr

화성의 기념비적인 업적을 남긴 오퍼튜니티는 연락두절됐지만 '후배'는 오늘도 힘찬 탐사작업을 이어가고 있다. 지난 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 화성탐사로봇 큐리오시티가 촬영한 셀카 사진을 홈페이지에 공개했다. 이 사진은 지난 15일, 화성시간으로 2291솔(SOL·화성의 하루 단위으로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다) 촬영한 57장의 이미지를 합성해 만든 것으로 큐리오시티의 기기 상태와 주위 모습이 담겨있다. 특히 큐리오시티의 왼쪽 바닥에는 작은 구멍이 보이는데 이는 탐사로봇이 화성 표면에 남긴 19번째 드릴의 흔적이다. 이 사진이 의미있는 것은 새로운 탐사에 나서기 앞서 촬영했기 때문이다. 지난 1년 간 큐리오시티는 베라 루빈 능선(Vera Rubin Ridge)이라 불리는 지역에서 구멍을 뚫으며 탐사를 이어갔다. 현재 큐리오시티는 이보다 남쪽 지역인 클레이-베어링 유닛(clay-bearing unit)이라는 이름의 장소로 이동 중이다. NASA 측은 "큐리오시티의 새 탐사지역은 점토 광물이 풍부한 곳"이라면서 "화성 샤프산의 낮은 층을 형성하는데 도움을 준 고대 호수에 대한 더 많은 정보를 담고있을 것"이라고 밝혔다.지난 2012년 8월 화성에 생명체가 있는지 호기심 해결을 위해 게일 크레이터 부근에 착륙한 큐리오시티는 7년 차인 올해에도 왕성한 탐사를 이어가고 있다. 하루하루 일과는 웬만한 직장인보다 힘들다. 화성에 해가 뜨면 큐리오시티는 잠에서 깨어나 지구의 명령을 기다린다. 이어 명령이 하달되면 큐리오시티는 최대시속 35~110ｍ로 느릿느릿 움직여 지정된 장소로 이동한다. 지시받은 곳에 도착하면 카메라로 주변을 찍고 표면에 작은 구멍도 뚫고 레이저를 쏴 암석의 성분도 파악한다. 이렇게 얻어진 정보는 화성시간으로 오후 5시 자신의 하늘 위를 도는 NASA 위성에 전송한다. 이같은 탐사과정을 통해 그간 큐리오시티는 오래 전 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다. 그러나 15년 전 화성에 착륙해 진정한 ‘연장근무’가 무엇인지 보여 준 탐사로봇 오퍼튜니티는 강력한 모래폭풍 탓에 지난해 6월 10일을 마지막으로 지구와의 연락이 끊겨 사실상 사망선고가 내려진 상태다.오퍼튜니티는 태양전지판으로 전원을 공급받는데, 이 태양광 패널에 모래가 쌓여 배터리를 충전할 수 없게 되자 전력소모를 줄이기 위해 스스로 휴면상태에 들어갔기 때문이다. 다행히 큐리오시티는 태양전지판이 아닌 핵에너지 배터리인 플루토늄으로부터 동력을 얻기 때문에 사진을 찍고 전송하는 데 큰 무리가 없다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 연구진이 전력소모는 최소화하면서 정보처리 속도를 높일 수 있는 차세대 반도체칩 제작 기술을 개발했다. 그래핀 연구로 2010년 노벨물리학상을 수상한 영국 맨체스터대 물리학과 콘스탄틴 노보셀로프 교수팀과 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부, 서울대 화학과 공동연구팀이 효율은 높고 전력소모는 줄일 수 있는 초미세 반도체 입자인 ‘그래핀 양자점’을 효과적으로 만들 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구팀은 이 기술로 전자 하나으로 신호를 전달할 수 있는 ‘수직 터널링 단전자 트랜지스터’를 만드는데도 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 16일자에 실렸다. 그래핀 양자점은 수 나노미터(㎚) 크기의 반도체 나노입자로 전류를 흘려주거나 빛을 쪼여주면 발광하는 특성이 있어 차세대 디스플레이나 바이오이미징, 센서 등의 소재로 주목받고 있으며 차세대 양자정보통신에도 활용가능성이 높다. 지금까지 그래핀 양자점은 흑연 덩어리를 물리적이나 화학적으로 얇게 한 겹만 벗겨내는 방식으로 만들어져왔다. 이 때문에 원하는 크기의 그래핀 양자점을 얻기도 어렵고 불순물 때문에 전기적, 광학적 특성을 나타내기 어렵다는 문제가 있었다. 연구팀은 백금 나노입자가 배열된 실리카 기판 위에 육방정계 질화붕소를 입힌 뒤 메탄 기체 속에서 열처리해 그래핀 양자점 크기를 원하는대로 조절하면서 불순물도 제거할 수 있는 방법을 찾아냈다.신현석 UNIST 자연과학부 교수는 “이번 기술로 개발한 그래핀 양자점은 전자를 하나씩만 제어가 가능하고 이를 활용해 만든 수직 터널링 단전자 트랜지스터는 그래핀과 육방정계 질화붕소, 그래핀 양자점을 층층이 쌓아 만든 첫 사례”라며 “그래핀 양자점 기반 트랜지스터는 차세대 각종 전자기기에 활용되면서 놀라울 정도의 기술적 진보를 가져다 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

디메틸에테르를 석유화학산업 기본물질 전환기술도 개발 지난 여름의 가마솥 더위, 지난해와 올 겨울의 냉장고 추위 원인을 찾아보면 너무도 뻔하지만 온실가스 증가로 인한 지구온난화이다. 국내 연구진이 지구온난화의 주범 이산화탄소를 청정연료와 석유화학 제품 생산 원료로 전환할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 성균관대 화학공학과 배종욱 교수팀은 균일한 기공을 갖고 있는 나노촉매를 이용해 이산화탄소를 석유화학 중간 물질로 전환할 수 있는 화학공정 기반기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘ACS 촉매’ 최신호에 실렸다. 최근 석유자원 고갈과 지구온난화에 따라 이산화탄소의 효율적 제거나 활용 기술의 필요성이 증가하고 있다. 특히 이산화탄소를 이용해 메탄올, 디메틸에테르 같은 석유화학 원료를 만드는 촉매기술이 연구되고 있지만 효율을 높이는데 한계가 있었다. 연구팀은 알루미늄과 구리 나노물질을 결합시킨 촉매를 개발해 이산화탄소를 디메틸에테르로 전환시킬 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 5~8나노미터의 구멍이 규칙적으로 만들어진 알루미늄이 구리 분자의 안정성을 높여 고온과 고압의 반응조건에서도 촉매가 안정적이고 효율적으로 작동될 수 있도록 했다. 특히 갈륨, 아연 산화물을 추가로 포함시킴으로써 이산화탄소의 디메틸에테르로 전환율이 기존 기술보다 30% 이상 늘어난 것도 확인됐다. 연구팀은 추가로 5~8나노미터 크기의 기공이 있는 알루미늄, 제올라이트 촉매를 만들어 이산화탄소를 이용해 만들어낸 디메틸에테르에서 석유화학 산업에서 기본적으로 활용되는 올레핀, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등을 합성하는 기술도 개발해냈다.배종욱 교수는 “이번 기술은 이산화탄소 저감은 물론 지속가능한 석유대체 자원의 효과적 활용 방법이 될 수 있을 것”이라며 “이산화탄소 수소화 반응으로 청정연료인 디메틸에테르를 만들어 내는 반응은 셰일가스나 제철소에서 발생하는 부생가스를 고부가가치를 가진 에너지원으로 전환시키는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

바닷속에서 미생물이 퇴적되고 그 위에 메탄이 물과 함께 얼어 붙어 만들어지는 가스하이드레이트는 ‘불타는 얼음’으로 불리는 청정에너지원이다. 일반적으로 가스 형태로 존재하는 메탄이 가스하이드레이트에서는 물 분자 속에 갇혀 고체형태로 존재한다. 이 때문에 가스하이드레이트는 그 자체로 청정에너지원이 되기도 하지만 청정에너지 저장공간으로도 활용할 수 있다. 국내 연구진이 또다른 친환경 에너지인 수소를 가스하이드레이트 안에 효과적으로 저장할 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 포스텍 화학공학과, 울산과학기술원(UNIST), 한국생산기술연구원, 미국 콜로라도광업대 공동연구팀은 낮은 압력 조건에서도 가스하이드레이트 내부에 많은 양의 수소를 저장할 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국화학회에서 발행하는 물리화학분야 국제학술지 ‘물리화학C’ 최신호에 실렸다. 수소는 공기보다 가볍고 끓는 점이 영하 250도 정도로 극저온이기 때문에 저장이 쉽지 않다. 실제로 가스하이드레이트 안에 수소를 저장하기 위해서는 1000기압이라는 초고압이 가해져야 한다. 저장을 용이하게 만드는 촉진제라는 화학물질을 사용하면 100기압 정도에서도 가스하이드레이트 내 저장이 가능하지만 수소보다는 촉진제가 먼저 저장돼 수소 저장량을 줄인다는 문제가 있다.연구팀은 ‘준안전성’이라는 원리를 활용해 5기압 정도의 낮은 기압상태에서도 수소와 질소 가스를 하이드레이트에 저장할 수 있다는 사실을 확인했다. 10기압으로 올리면 수소 저장량이 촉진제를 사용했을 때보다 가스 저장량이 6.2배 정도 늘어날 수 있다는 사실을 알게 됐다. 이보람 포스텍 연구교수는 “가스하이드레이트는 에너지원 뿐만 아니라 해수담수화 같은 용도로도 사용할 수 있는데 이번 연구결과를 활용하면 수소 같은 가스를 저장해 쉽게 에너지를 추출해 사용할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2016년 기준 국민 1인당 육류 소비량은 51.8㎏으로 20년 전과 비교해 두 배 정도 늘었다. 돼지고기가 24.3㎏(47.0%)으로 가장 많이 차지했고 이어 닭고기(15.8㎏), 소고기(11.8㎏) 등의 순이었다. 육류 소비가 늘면서 가축 사육 마릿수가 1980년 8120만 7000마리에서 2016년 1억 9202만 마리로 2.4배 증가했다. 한 해 발생하는 가축분뇨만 4698만 8000t에 달한다. 분뇨는 악취뿐 아니라 무단 방류 땐 토양·수질·대기 등에 심각한 영향을 미치는 환경 오염원이다. 반면 관리만 제대로 하면 비료나 연료로 재활용할 수 있는 친환경 자원이 된다. 이를 위해 환경부는 지난해 ‘가축분뇨 전자인계관리제’를 도입했다. 분뇨 발생부터 처리까지 전 과정을 추적 관리할 수 있는 시스템이다. 오염원 관리뿐 아니라 자원화 기반으로 활용하고 있다.육류 소비 증가에 따른 가축 사육 마릿수가 증가하면서 우리나라의 농지 면적당 소·돼지 사육밀도는 792마리/㎢로 세계에서 가장 높은 수준이다. 연간 가축분뇨(4700만t)의 40.4%(1897만t)가 돼지농가에서 배출된다. 돼지 1마리가 태어나서 출하되는 6개월간 배출하는 양이 약 1t에 달한다. 가축분뇨는 총 하·폐수의 1%에 불과하지만 수질오염 부하량이 생화학적산소요구량(BOD)의 25%, 총인(T-P)의 27%를 차지한다. 악취 피해는 상상을 초월하는 고통을 유발한다. 이로 인해 전국 곳곳에서 축산 농가 설치를 놓고 심한 갈등과 논란이 끊이지 않는다. 축산시설을 집단화하는 방안도 제시되지만 구제역이나 조류인플루엔자(AI) 등 전염병 발생 때 막대한 피해로 이어질 수 있어 현실화되지 못하고 있다. ●내년부터 설치 의무 돈사 확대 가축분뇨 전자인계관리시스템은 분뇨의 적정 처리를 유도하고 불법 처리를 예방하고 사후 추적할 수 있도록 사물인터넷(IoT)과 빅데이터 등 4차 산업혁명 기술을 활용해 구축됐다. 지난 6월 기준 축산농가 5625곳과 수집·운반자 679곳, 처리업자 453곳, ‘액체 비료’(액비) 살포자 358곳 등 모두 7115곳에 적용되고 있다.배출 농가는 가축분뇨와 액비의 인수인계 내용을 모바일 단말기를 통해 간단히 입력할 수 있다. 분뇨 운반차량에는 중량센서와 위성항법장치, 영상장치 등이 설치돼 분뇨 양과 이동 정보가 실시간 중앙관제시스템으로 전송된다. 이동 중에 허가를 받지 않고 살포하거나 무단으로 배출하는 것을 원천적으로 차단할 수 있다. 설치에 따른 차주나 사업주 부담은 없다. 장착비는 전액 국비(260만원)로 지원되는데 현재 1306대가 설치됐다. 한국환경공단은 관제센터를 통해 지역뿐 아니라 농가의 가축분뇨 배출부터 운반, 처리, 살포 전 과정을 실시간으로 모니터링한다. 또 지방자치단체는 저장 정보를 활용해 분뇨와 액비의 사전 인허가 내역의 비교 분석이 가능해졌다. 김성태 환경공단 폐기물사업팀장은 23일 “가축분뇨의 사회문제가 심각하지만 그동안 얼마나 발생하고 어떻게 유출되고, 처리되는지 확인이 어려웠는데, 전자인계관리가 이뤄지면서 전 과정 추적이 가능해졌다”면서 “특히 구제역 발생 지역에서 분뇨 수거 차량의 이동 상황을 추적하고 관계기관과 공유해 확산을 방지하는 효과를 확인했다”고 말했다. 환경부는 분뇨 중 물기(함수율 90%)가 많아 수질오염과 악취 등이 심한 돼지분뇨에 전자인계관리시스템을 우선 적용한 뒤 소와 닭 등으로 확대할 계획이다. 지난해 1월부터 허가 규모 1000㎡ 이상 양돈농가(4526곳)에서 실시됐고, 다음달부터 50～1000㎡ 미만 양돈농가까지 의무화된다. 전자인계관리시스템은 지난해 2월 상표 등록한 데 이어 그해 5월 특허까지 등록해 해외수출을 위한 기반도 마련했다. 경기 연천시의 이장원 양주축산 대표는 “축산 관련 규제가 워낙 많다 보니 초기에는 귀찮았고 이렇게까지 하면서 양돈을 해야 하는지 자괴감이 들었다”며 “하지만 지난 1년간 운영하면서 떳떳하게 돈사를 운영하고 있다는 자료로 활용할 수 있어 만족스럽다”고 말했다.●악취 근원은 저장, 처리시설 확대 시급 악취만 없다면 가축분뇨는 유용한 천연비료다. 환경에 대한 관심이나 문제의식이 낮았던 예전엔 농경지 토양을 비옥하게 하는 영양분으로 활용했다. 비료의 필수요소인 질소·인·칼륨을 비롯해 철·구리·아연 등 여러 성분이 골고루 혼합돼 있다. 분뇨에서 고체를 제거한 후 발효시킨 액비는 토양생물 활성화와 증진뿐 아니라 물질순환, 유해물질 분해에도 효과가 뛰어나다. 국내에서 발생하는 가축분뇨의 91.1%(4281만 6000t)는 비료와 바이오연료 등으로 사용된다. 대부분 퇴비(3741만 7000t)다. 8.2%(384만 6000t)는 정화를 거쳐 공장 용수 등으로 재활용되거나 하천으로 방류된다. 일부는 고형연료로 재탄생해 수거만 되면 활용도가 높은 편이다. ㈜틔움이 2016년 경기 연천군 군남면에 조성한 자원재활용시설은 가축분뇨를 수거해 액비를 만드는데 제조 과정에서 발생하는 메탄가스를 열병합발전해 전기를 생산하고 있다. 외부 공기를 차단해 40일간 발효시키는 현기성 소화조와 외부에서 10일간 발효하는 호기성 소화조가 설치돼 있지만 불편할 정도의 ‘악취’가 발생하지 않는다. 수거 차량은 진입 때 계근대를 거쳐 무게를 확인받고 출고 시 공차 무게를 다시 측정하는데 정보는 자동으로 환경공단의 관제센터에 입력된다. 분뇨는 발효과정에서 인이나 암모니아 등과 같은 유해가스가 배출되기에 직접 사용하지 못하고 재생산 과정을 거친다. 톱밥이나 커피박을 섞어 만드는 퇴비와 액비로 분류된다.●님비현상에 산속으로, 공존 대책 국내산 돼지고기를 지속적으로 공급받기 위해서는 분뇨 수거와 재활용 시스템 구축이 시급하다. 그러나 사회적 인식은 여전히 우호적이지 않다. 양돈농가나 재활용시설이 혐오시설로 인식되면서 점점 산속으로 밀려나고 있다. 틔움의 재활용시설도 민원을 견디지 못해 외딴곳에, 그것도 연천군 군남면 분뇨를 우선 처리한다는 조건을 달아 그나마 조성할 수 있었다. 김해욱 틔움 연천지사장은 “공장이 완공돼 현장을 방문해서는 긍정적으로 평가했지만 조성 시점에는 무조건 반대하기에 활성화에 어려움이 있다”고 토로했다. 이장원 대표도 “양돈 경력 30년간 민원이 없었던 적이 없다”고 말했다. 가축분뇨 전자인계관리시스템은 민원과 갈등을 줄이고 축산농가가 존립할 수 있는 새로운 계기가 되고 있다. 발생부터 처리 전 과정에 대한 관리가 이뤄지면서 농가들의 책임과 부담을 덜어 주게 됐다. 분뇨의 관리 체계가 갖춰지고 축산 농가들의 자발적 환경개선 노력이 더해진다면 조만간 농가별 자체 정화를 통한 방류도 일부 허용될 수 있다는 긍정적인 전망도 나온다. 환경부는 가축분뇨 공공처리시설을 확대할 계획이다. 2022년까지 바이오가스화시설을 20개로 늘리고 돼지 분뇨에 집중된 정화시설의 처리 방식도 다양화한다. 특히 수질 등 심각한 환경오염을 유발하는 사각지대인 무허가 축사에 대해 사용 중지와 폐쇄 명령 등 행정 처분도 강화하기로 했다. 김성태 폐기물사업팀장은 “시행착오를 줄이기 위해 2013년부터 오랜 기간 시범사업을 진행했다”며 “가축 분뇨의 자원화와 적정 처리를 통한 환경오염 방지에 적극 나서겠다”고 말했다. 세종·연천 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

마쓰후지 야스시 후쿠오카대 명예교수는 같은 학교 하나지마 마사타가 교수의 뒤를 이어 ‘후쿠오카 방식’이라고 일컫는 준호기성 매립 방식을 개발, 보급한 주인공이다.마쓰후지 교수는 “한국의 수도권 쓰레기 매립지를 여러 번 가봤다”면서 “쓰레기가 썩을 때 발생하는 메탄가스를 통해 에너지를 공급하는 방식은 건설비용이 많이 들 뿐만 아니라 대부분의 아시아 도시에서 그런 지역만큼의 부지를 확보하기가 쉽지 않아 결국 후쿠오카 방식의 매립지를 도입해야 할 것”이라고 강조했다. 그는 “매립지에는 유기물로 인한 안정화가 필요하므로 준호기성 매립을 통해 조기안정화와 온실가스를 저감시킬 수 있는 후쿠오카 매립 방식이 최적”이라면서 “후쿠오카 방식은 단순하고, 저비용에다 지속 가능해 동남아를 비롯한 여러 국가와 도시에 수출 가능성이 높다”고 설명했다. 특히 한국의 수도권 매립지는 폐쇄한 이후에도 사후 처리 등에 있어 여러 문제가 발생할 수 있어 하루속히 후쿠오카 매립 방식으로 바꾸는 게 바람직하다”고 덧붙였다. 하지만 한국의 폐기물 학계와 업계에서는 간척지 위에 건립된 수도권 매립지는 지반이 연약하고 지하 수위가 형성돼 있으며 메탄가스를 통한 에너지획득 효과가 더 크기 때문에 후쿠오카 방식의 도입은 현실성이 없다고 지적한다.

쓰레기 매립의 전문가인 이남훈 안양대 환경에너지공학과 교수는 “우리나라도 1990년대부터 위생매립지를 건설하면서 일본의 준호기성 방식을 많이 채택하고 있지만, 일부 대규모 매립지는 쓰레기가 썩는 과정에서 발생하는 메탄가스로 발전소를 가동하는 등 미국, 독일, 일본 방식이 혼용돼 있다”고 지적했다. 이 교수는 “준호기성 매립 방식은 온실가스 감축과 매립지 조기 안정화에는 효과적이지만 국가 폐기물관리 정책과 매립지 특성에 맞게 운영해야 한다”고 말했다. 따라서 수도권 쓰레기 처리와 관련해 국가 폐기물관리 정책과 매립지가 입지할 지형 특성, 매립쓰레기 종류, 그리고 지역 주민들의 의견 등을 종합적으로 고려한 매립 방식을 채택하는 게 바람직하다는 견해다.정부와 지방자치단체 간 갈등 조짐을 보이는 수도권 매립지와 관련해 “대체매립지의 조속한 확보가 시급하다”면서 “대책 없이 매립지 문을 닫거나 특정 이유로 폐기물 반입이 거부될 경우, 수도권 쓰레기 대란은 불가피하다”고 충고했다. 이 교수는 쓰레기 처리는 지방자치단체 고유 업무지만 수도권 매립지는 대한민국 전체 인구의 49.5%가 거주하는 수도권이라는 특수성에서 출발해야 한다는 점을 강조한다. 그는 “지금부터라도 독일·네덜란드 등 유럽 국가처럼 ‘직매립 제로’를 목표로 한 폐기물 정책을 준비해야 한다”면서 “환경부는 관련 정책을 점검하고 대책 마련에 힘써야 한다”고 주문했다.

과연 성모마리아상이 진짜 피눈물을 흘리는 것일까? 지난 30일(현지시간) 영국 데일리메일 등 해외언론은 아르헨티나 북서부 메탄시의 성모마리아상이 또다시 피눈물을 흘렸다고 보도했다. 이 마리아상은 올해는 물론 과거 여러차례 언론에 보도돼 세계적인 화제를 모았다. 이 마리아상의 주인은 로산나 멘도사 프리아스. 보도에 따르면 그는 8년 전 유산의 아픔을 겪은 후 이를 극복하고자 이 마리아상을 집으로 가져왔다. 로산나는 "매일 기도를 하기위해 마리아상을 집에 놔뒀다"면서 "피눈물을 흘리는 이상한 현상이 처음 발생한 것은 지난해 4월"이라고 밝혔다. 이어 "이번에 마리아상이 38번째로 피눈물을 흘렸다"면서 "많은 사람들이 기도를 올리기위해 이곳을 찾는다"고 덧붙였다. 실제 로산나가 촬영한 영상을 보면 마리아상의 눈가에서 피처럼 보이는 붉은 액체가 흘러나오는 것이 보인다. 다만 이 액체가 실제 피인지, 아니면 일종의 물감인지는 확인되지 않았다. 현지언론은 "기적을 믿는 사람들이 이곳을 찾아 마리아상 앞에서 기도를 올린다"면서 "미국에서도 유사한 현상이 벌어진 바 있으나 나중에 올리브오일로 만든 눈물로 드러났다"고 보도했다.　 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

화성 표면에서 발견된 마치 금덩이처럼 반짝반짝 빛나는 물체의 정체는 무엇일까? 지난 28일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 화성탐사로봇 큐리오시티가 촬영한 흥미로운 사진 한장을 공개했다. 화성 표면을 탐사 중인 큐리오시티가 2242솔(SOL·화성의 하루 단위으로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)에 촬영한 이 사진에 찍힌 물체는 일반적인 화성의 돌과는 분명 다르다. 이에 큐리오시티 미션팀 역시 '작은 금덩이리'처럼 보인다고 표현할 정도. 아직까지 물체의 정체는 밝혀지지 않았으나 유력한 '후보'는 있다. 큐리오시티 팀 수잔 슈벤처 박사는 "표면이 빛나는 것으로 보아 이는 운석으로 보인다"면서 "정확한 증거는 큐리오시티의 성분 분석을 통해 알 수 있다"고 설명했다. 지구와 마찬가지로 화성 역시 수많은 우주의 천체가 떨어지는데 운석의 성분은 철과 니켈, 인 등이다. 큐리오시티에는 운석의 성분을 분석할 수 있는 것은 쳄캠(Chemcam)이라 부르는 화학카메라 분광기가 장착돼 있어 적외선 레이저를 암석, 토양 등에 쏴 그 구성성분을 파악할 수 있다. 지난 26일(현지시간) 탐사선 인사이트가 화성에 안착하면서 이제는 '후배'가 생긴 큐리오시티는 6년 째 화성에서 왕성한 활동을 이어가고 있다. 하루하루 일과도 웬만한 직장인보더 힘들다.화성에 해가 뜨면 큐리오시티는 잠에서 깨어나 지구의 명령을 기다린다. 이후 명령이 하달되면 큐리오시티는 최대시속 35~110ｍ로 느릿느릿 움직여 지정된 장소로 이동한다. 지시받은 곳에 도착하면 카메라로 주변을 찍고 표면에 작은 구멍도 뚫고 레이저를 쏴 암석의 성분도 파악한다. 이렇게 얻어진 정보는 화성시간으로 오후 5시 자신의 하늘 위를 도는 NASA 위성에 전송한다. 그간 큐리오시티는 화성의 지질과 토양을 분석해 메탄 등 유기물 분석자료를 확보하고 미생물이 살만한 조건인지를 조사해 왔다. 실제로 큐리오시티는 오래 전 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다. 이에반해 인사이트는 큐리오시티보다 한 단계 더 들어간다. 이제까지의 탐사로봇들이 돌아다니면서 화성 지표면에서 생명의 흔적을 찾는 임무를 수행했다면 인사이트는 화성 내부를 들여다보면서 행성의 형성과 수십억년에 걸친 변화 과정을 조사할 예정이다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

WMO, ‘2018 전지구기후특성’ 잠정보고서 발표 2015년부터 올해까지 4년 동안이 지구평균기온이 가장 높았던 것으로 밝혀졌다. 세계기상기구(WMO)는 30일 이 같은 내용이 포함된 ‘2018 지구기후특성에 대한 잠정 보고서’를 발표했다. 보고서에 따르면 2018년 1~10월 지구 평균기온은 산업화 이전 시기(1850~1900년)보다 1도 가량 높아 역대 4번째로 더운 한 해로 나타났다. 특히 전 지구 평균기온이 높았던 1위부터 20위까지가 최근 22년 사이에 모두 나타났으며 1~4위까지가 2015, 2016, 2017, 2018년으로 확인됐다. 이 때문에 북극 해빙 면적도 올해 내내 평년보다 적은 상태를 보였으며 지난 1~2월에도 상당히 적은 수준으로 조사됐다. 일반적으로 북극 해빙 면적이 가장 클 때는 3월, 가장 적을 때는 9월인데 각각 역대 세 번째, 여섯 번째로 적은 면적을 기록하는 것으로 나타났다. 이와 함께 기후변화의 핵심 변화 요인은 이산화탄소, 메탄, 이산화질소 같은 온실가스이다. 2017년 온실가스 농도는 산업화 이전보다 눈에 띄게 늘어난 것이 특징이라고 WMO는 밝혔다. 실제로 2017년은 산업화 이전과 비교해 이산화탄소는 146% 증가했고 메탄은 257%, 이산화질소는 122% 늘어났다. 2018년도 온실가스 농도는 2019년 후반에 집계돼 발표되지만 올해도 미국 하와이 마우나 로아, 아프리카 탄자니아 케이프 그림의 온실가스 실시간 관측농도는 꾸준히 증가하는 것으로 조사됐다.한국 기상청에 따르면 올해 1~10월 한국 평균기온은 14.8도로 평년(1981~2010년) 기온인 14.1도보다 0.7,도 높아졌으며 이는 역대 여섯번째로 높은 기온에 해당한다. 1~10월 평균 기온이 가장 높았던 때는 2016년으로 평년보다 1.2도가 높은 15.3도였다. WMO 페트리 탈라스 사무총장은 “온실가스 농도는 다시 기록적 수준으로 상승했으며 현재 같은 추세가 계속된다면 세기말까지 지구 평균 온도는 3~5도까지 상승해 절망적 상황이 될 것”이라며 “우리는 기후변화 목표를 달성하고 기온 상승을 억제하기 위한 노력을 망설여서는 안될 상황”이라고 말했다. 이 같은 상황에서도 지구 온난화에 대한 부정적 의견을 갖고 있는 미국 도널드 트럼프 대통령은 얼마 전 자신의 트윗에 “올 겨울은 무척 추울 것, 기후온난화는 무슨”이라는 글을 올려 빈축을 사기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소비자원이 자동차 유리와 안경 등에 사용하는 김서림 방지제 21개 제품을 조사한 결과, 절반인 10개 제품에서 유해물질이 초과 검출됐다. 29일 한국소비자원 발표에 따르면 시중에 유통 중인 김서림 방지제 21개 제품(자동차용 7개·물안경용 7개·안경용 7개)을 대상으로 안전성 및 표시실태를 조사한 결과 10개 제품에서 기준을 초과하는 아세트알데히드 및 CMIT, MIT가 검출됐다. 일부 제품에서는 스프레이형 제품에 사용이 금지된 가습기 살균제 성분인 클로로메틸이소티아졸론(CMIT)과 메틸이소티아졸론(MIT)이 확인됐다. CMIT와 MIT는 논란이 됐던 가습기 살균제 성분으로 지난해부터 환경부 고시에 따라 스프레이 제품에 사용이 금지됐다. 이외에 조사 대상 가운데 2개 제품에서 메탄올이 각각 2.5% 검출됐다. 소비자원은 또 김서림 방지제의 경우 품명과 종류,모델명,생산 연월 등 ‘일반표시사항’과 안전기준을 준수했음을 나타내는 ‘자가검사표시’를 포장에 표기해야 하지만 21개 제품 가운데 17개가 일반표시사항을 전부 또는 일부 누락했다고 밝혔다. 자가검사표시 표기가 누락된 제품은 12개였다. 환경부의 고시에 따라 방향제, 자동차워셔액, 세정제 등에는 메탄올 함량 기준이 정해져 있지만 김서림 방지제의 경우 아직 별다른 안전기준이 없다. 소비자원은 “기준치를 초과한 유해물질이 검출된 김서림 방지제 제조·수입업자에게 판매중지와 회수 등 자발적 시정을 권고했고, 업체에서 이를 수용했다. 환경부에도 안전기준 마련을 요청했다”고 밝혔다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr