미국 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 ‘오시리스-렉스(Osiris-Rex)’가 21일 오전(이하 한국시간) 소행성 ‘베누(Bnnnu)’ 표면에서 토양을 채취하는 작업을 마쳤을 것으로 추정된다고 영국 BBC가 전했다. 지구로부터 3억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 탐사선이 높이가 492ｍ, 직경이 510m 밖에 안 되는 아주 작은 행성인 베누와 접지하고 있음을 무선 신호들로 확인했다고 NASA는 전했다. 하지만 우주와 태양계 생성의 비밀을 알려줄 수 있을 것으로 기대를 모으는 토양 샘플을 충분히 채취했는지는 탐사선이 더 많은 정보를 보내올 때까지 기다려야 한다고 덧붙였다. 워낙 먼 거리라 지구와 신호가 오가는 데 18분 30초가 걸리며 주말에나 확인할 수 있을 것으로 NASA는 보고 있다. NASA는 다만 현지시간으로 21일 안에 사진 몇 장을 배포할 예정이라고 밝혔다. 베누는 탄소질 소행성으로 45억년 전 태양계가 형성된 뒤 1000만년이 안 돼 만들어진 것으로 추정되며 영하 200도의 우주공간에서 구성하고 있는 물질이 거의 변형되지 않은 채로 간직된 ‘타임캡슐’로 여겨진다. 밴 승합차 크기만한 오시리스-렉스는 베누 표면에 착륙하지 않고 3.4ｍ 길이의 로봇팔을 뻗어 베누 표면에 10초 동안 닿은 상태로 샘플을 채취한 뒤 곧바로 고도를 높였을 것으로 추정된다. ‘접지이륙’(TAG·Touch and Go)이란 방식이다. 자갈과 운 좋으면 먼지티끌 등 적어도 60g 이상 샘플을 채취하는데 첫 시도에 만족할 만한 샘플을 채취하지 못하면 두 차례 더 시도하게 된다. 탐사선은 이날 오전 3시 직전 반동추진엔진을 가동해 베누 0.75㎞ 상공의 궤도를 떠나 샘플 채취 목표지로 선정된 ‘나이팅게일’을 향해 4시간 30분에 걸쳐 하강했다. 오전 7시 12분쯤 접지해 로봇팔 끝에 장착된 샘플 채취기(TAGSAM)를 가동했다. 접지가 확인되자마자 3개의 질소가스탄 중 하나를 발사해 표면 물질을 날려 올리고 샘플 채취기가 진공청소기처럼 빨아들였다. 샘플 채취기는 약 2㎝ 크기 물질도 흡입할 수 있다. 오시리스-렉스는 이 과정을 단 10초 만에 끝나고 곧바로 이륙한 뒤 샘플 채취 영상 분석과 샘플 채취기 무게 측정 등을 통해 충분한 양이 확보됐는지 분석하며, 최저 목표치인 60g을 확보하지 못하면 나머지 두 개의 질소가스탄을 활용해 샘플 확보에 다시 나선다. 샘플 채취기는 150g 이상의 샘플을 채취할 수 있게 만들어졌으며 1.8㎏까지도 가능해 최저 목표치를 맞출 수 있는 가능성이 90% 이상인 것으로 알려졌다. 샘플이 충분히 확보된 것으로 판단되면 용기에 담아 밀봉하고, 오시리스-렉스호는 내년 초 지구로 귀환 비행을 시작해 2023년 9월 24일 유타주 사막에 샘플 용기를 떨어뜨린다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

태양계 형성의 비밀을 풀기위해 탐사 중인 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성 ‘베누’(Bennu·1999 RQ36)의 표면에서 토양 및 자갈 등 샘플 채취에 들어간다. 미 항공우주국(NASA)은 오시리스-렉스가 한국시간으로 21일 아침 소행성 베누 표면에 다가가 샘플 채취를 하는 임무를 시작한다고 밝혔다. 지난 2018년 12월 초 베누에 도착한 오시리스-렉스는 2년에 가까운 기간동안 소행성의 궤도를 돌며 탐사를 이어왔으며 북반구에 위치한 ‘나이팅게일’(Nightingale)을 최종 샘플 채취지로 잡았다.오시리스-렉스 프로젝트의 연구책임자인 단테 로레타 애리조나 대학 교수는 "베누는 우리가 기대했던 모래사장으로 이루어진 것이 아닌 돌로 뒤덮힌 소행성이었다"면서 "총 4곳의 착륙 후보지 중 나이팅게일이 가장 미세한 물질로 이루어져 이곳을 선택했다"고 밝혔다.　오시리스-렉스가 샘플을 채취하는 방법도 흥미롭다. 이미 지난 8월 리허설까지 마친 오시리스-렉스는 임무가 시작되면 4시간 여에 걸쳐 베누 표면에 서서히 다가가 목표 지점으로 하강한다. 이후 한국시간으로 정확히 21일 아침 7시 12분 오시리스-렉스는 로봇팔을 쭉 뻗어 질소 가스를 분사한 후 표면에서 날아오르는 지표 물질을 채취한다. 이른바 ‘터치 앤 고'(Touch And Go) 방식으로 총 3차례 실시할 수 있다. 이를 통해 오시리스-렉스는 최소 60g 이상 샘플을 채취해 이를 다시 지구로 가져오면 길고 긴 임무가 완료된다.오시리스-렉스의 탐사 대상인 베누는 지름이 500m 정도의 작은 소행성으로, 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고 있다. 전문가들은 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고있다. 이 때문에 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 샘플을 직접 채취에 지구로 가져오기 위해 제작됐다. 지구 도착은 2023년으로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.만약 오시리스-렉스가 샘플을 지구로 가져오는데 성공한다면 사상 두번째 국가가 된다. 앞서 지난 2005년 일본의 하야부사 1호가 소행성 '이토카와'에서 100㎎의 샘플(먼지)을 채취한 후 왕복 60억㎞에 이르는 비행을 마치고 지구로 귀환했다. 이때 이토카와의 샘플을 담은 캡슐은 본체와 분리되어 호주 남부 우메라 사막에 떨어졌고, 본체는 대기권에 충돌해 연소됐다. 또한 지난 2014년 발사된 하야부사2도 지난해 소행성 ‘류구’에 착륙해 표면의 물질을 채취한 후 지구로 귀환 중이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)이 핀란드 통신업체 노키아와 함께 오는 2022년까지 달 표면에 4세대 이동통신(4G) 롱텀에볼루션(LTE)망을 설치하기로 합의했다. 중국과 러시아의 달 기지 건설 협력을 견제하기 위한 포석이라는 분석이 나온다. 미 경제매체 CNBC 등에 따르면 NASA는 19일(현지시간) 달 최초 통신망 구축 사업자로 노키아를 선정했다. 노키아는 2022년 말까지 달 표면에 4G 안테나와 기지국 등을 설치하고 이후 달의 유인 기지가 완성되면 5G 통신망으로 교체한다는 계획이다. NASA는 이를 위해 노키아 산하 벨 연구소에 1410만 달러(약 160억 8000만원)의 자금을 지원하기로 했다. NASA의 이번 사업은 동맹국들과 달 표면에 공동 유인 기지 건설, 달 탐사와 각종 과학 연구기술 등을 공유하는 아르테미스 프로젝트의 일환이다. NASA는 2024년까지 유인 우주선을 달 표면에 보내고 2028년까지 인류가 상주하는 달 기지를 건설하겠다는 것이 목표다. 이에 따라 일각에서는 달 기지 건설을 계획 중인 중국·러시아와의 경쟁이 본격화됐다는 분석도 나온다. 러시아 타스통신에 따르면 드미트리 로고진 러시아 연방우주공사(ROSCOSMOS) 사장은 지난 7월 한 인터넷 방송에 출연해 “최근 양국이 달에 공동 연구기지를 구축키로 장커젠 중국국가항천국(CNSA) 국장과 합의했다”고 밝힌 바 있다. 두 나라는 2030년까지 달 표면에 유인기지를 건설하는 것을 목표로 삼고 있는 것으로 전해졌다. 달의 첫 통신사업자가 된 노키아 측은 “달에 구축될 4G 통신망은 우주비행사들의 데이터 전송, 달 탐사 로봇 제어, 실시간 내비게이션 지원, 고화질 동영상 스트리밍 등에 사용될 것”이라고 밝혔다. 노키아는 대기가 없는 달 표면에 통신장비를 설치하기 위해 극한의 온도와 방사능 등을 견딜 구조물도 연구할 것으로 전망된다. CNN방송은 “달에는 통신 신호를 방해하는 나무와 건물, TV 전파 등이 없기 때문에 4G 통신이 지구보다 더 잘 작동할 것”이라며 “다만 4G 통신 장비는 극한의 온도와 방사능, 우주 진공 상태 등을 견딜 수 있도록 설계될 것”이라고 전했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 ‘오시리스-렉스(Osiris-Rex)’가 21일 오전(이하 한국시간) 소행성 ‘베누(Bnnnu)’ 표면에서 ‘하이 파이브’ 작동을 시도한다. 자갈, 운 좋으면 먼지티끌을 모으게 된다. 샘플이 제대로 채취되면 미국이 50년 전 달에 착륙해 암석들을 가져온 뒤 실로 오랜만에 우주에서 뭔가를 가져오는 일이 된다. 베누는 직경 492ｍ, 높이가 510m 밖에 안 되는 아주 작은 행성이다. 미국 뉴욕의 엠파이어스테이트 빌딩 높이가 443m, 프랑스 파리 에펠탑이 324m이니 둘보다 조금 클 뿐이다. 탄소질 소행성으로 45억년 전 태양계가 형성된 뒤 1000만년이 안 돼 만들어진 것으로 추정되며 영하 200도의 우주공간에서 구성하고 있는 물질이 거의 변형되지 않은 채로 간직된 ‘타임캡슐’로 여겨진다. 따라서 태양계 형성과 생명의 기원에 관해 연구할 자료가 샘플에 간직돼 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 탐사선의 작명 과정도 흥미롭다. 고대 이집트 신화에서 땅의 신 ‘게브’는 하늘의 신 ‘누트’와 혼인해 다섯 남매를 뒀는데 첫째 아들이 오시리스였다. 인간에게 농사를 짓고 가축을 기르는 방법을 가르친 것이 오시리스였다. 억울하게 죽임을 당하고 부활해 내세를 관장해 이집트인들에게 영생 불사, 이집트를 영원히 지켜주는 신이 됐다. 렉스는 라틴어로 ‘국왕’을 뜻한다.지구에서 3억 3230만㎞ 떨어진 곳에 있는 베누는 6년마다 지구 근처를 지나가는데, 2175년과 2195년에 지구와 충돌할 확률이 2700분의 1로 추정돼 잠재적으로 위험한 천체로 분류돼 있다. 밴 승합차 크기만한 오시리스-렉스는 베누 표면에 착륙하지 않고 3.4ｍ 길이의 로봇팔을 뻗어 베누 표면에 10초 동안 닿은 상태로 샘플을 채취한 뒤 곧바로 고도를 높이게 된다. 공식적으로는 ‘접지이륙’(TAG·Touch and Go)이라고 한다. 적어도 60g 이상 샘플을 채취하는데 첫 시도에 만족할 만한 샘플을 채취하지 못하면 두 차례 더 시도하게 된다. 오시리스-렉스는 지난 2018년 12월 3일 베누 상공에 도착해 베누 궤도를 돌며 정밀 지도를 제작하고 착륙지를 선정하는 등 준비 작업을 해왔다. 당초 차량 100대를 세울 수 있는 공간에 접지할 수 있을 것으로 예상했지만 실제 근접 관찰해보니 표면이 푸석푸석해 차량 5대를 2열로 세울 수 있는 공간, 직경 8m의 테니스 코트만한 크기로 바뀌었다. 탐사선은 이날 오전 3시 직전 반동추진엔진을 가동해 베누 0.75㎞ 상공의 궤도를 떠나 샘플 채취 목표지로 선정된 ‘나이팅게일’을 향해 서서히 하강한다. 4시간여에 걸친 하강이 순조로우면 오전 7시 12분쯤 접지해 로봇팔 끝에 장착된 샘플 채취기(TAGSAM)를 가동하게 된다. 접지가 확인되자마자 3개의 질소가스탄 중 하나를 발사해 표면 물질을 날려 올리고 샘플 채취기가 진공청소기처럼 빨아들인다. 샘플 채취기는 약 2㎝ 크기 물질도 흡입할 수 있다.오시리스-렉스는 이 과정을 단 10초 만에 끝나고 곧바로 이륙한 뒤 샘플 채취 영상 분석과 샘플 채취기 무게 측정 등을 통해 충분한 양이 확보됐는지 분석하며, 샘플 최저 목표치인 60g을 확보하지 못하면 나머지 두 개의 질소가스탄을 활용해 샘플 확보에 다시 나선다. 샘플 채취기는 150g 이상의 샘플을 채취할 수 있게 만들어졌으며 최대 1.8㎏까지도 가능해 최저 목표치를 맞출 수 있는 가능성이 90% 이상인 것으로 알려졌다. 샘플이 충분히 확보된 것으로 판단되면 용기에 담아 밀봉하고, 오시리스-렉스호는 내년 초 지구로 귀환 비행을 시작해 2023년 9월 24일 유타주 사막에 샘플 용기를 떨어뜨리게 된다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 소행성 탐사선 ‘하야부사2’가 지난해 4월 지구에서 약 3억 4000만㎞ 떨어진 소행성 ‘류구’에서 금속탄환으로 인공 웅덩이를 만든 뒤 샘플을 채취해 귀환 중이다. 하야부사2는 오는 12월 6일 샘플이 담긴 용기를 호주 오지에 떨어뜨리고 그 뒤 새로운 소행성 ‘1998 KY26’ 탐사 임무에 나설 예정이다. NASA와 JAXA는 샘플 정보를 공유할 예정인데 영국을 비롯해 세계 각국 과학자들의 러브콜이 쏟아지고 있다고 방송은 전했다. 지난 2003년 발사한 하야부사1도 소행성 이토카와에 착륙했다가 통신이 두절되는 등 우여곡절을 겪기는 했으나 2010년 미립자 1500개가 담긴 샘플을 지구에 가져온 바 있다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

우리가 일반적으로 생각하는 로봇의 이미지는 금속이나 플라스틱 외피를 지닌 기계로 같은 작업을 무한 반복하는 일꾼이다. 대부분의 산업용 로봇이나 로봇 청소기 등 가정용 로봇이 여기에 해당된다. 하지만 생물체처럼 부드러운 몸과 유연한 동작이 가능한 소프트 로봇에 대한 연구도 활발하다. 부드럽고 부서지기 쉬운 물건을 수월하게 다룰 수 있을 뿐 아니라 주변 물체나 생물체에 피해를 입히지 않고 움직일 수 있기 때문이다. 미국 캘리포니아 대학 샌디에고 캠퍼스 마이클 T 톨리 교수가 이끄는 연구팀은 오징어를 모방한 생체 모방 로봇인 스퀴드봇(Squidbot)을 개발했다. 스퀴드봇은 내부의 단단한 펌프와 부드러운 외피를 지닌 소프트 로봇으로 실제 오징어처럼 워터 제트 방식으로 이동한다. 로봇 내부에 있는 펌프를 이용해 물을 흡입한 후 이를 한쪽으로 뿜어내 이동하는 것이다.연구팀이 스퀴드봇을 개발한 이유는 산호초처럼 민감한 해양 생태계에 영향을 최소화하면서 이를 연구하기 위해서다. 기존의 무인 잠수정은 단단한 선체를 지녔을 뿐 아니라 회전하는 로터의 힘으로 이동하기 때문에 근처에 있는 산호나 작은 해양 생물들이 다칠 가능성이 높았다. 스퀴드봇은 연체동물인 오징어처럼 부드러운 외피를 지니고 있는 데다 물을 조금씩 분사하는 방식으로 이동하기 때문에 산호는 물론이고 주변을 헤엄치는 해양 생물체에도 안전하다. 스퀴드봇은 산호초에서 실제 탐사에 나서기에 앞서 산호와 물고기가 있는 수족관에서 그 성능을 테스트했다. 그 결과 스퀴드봇은 케이블 없이 내장된 배터리와 자체 동력으로 1초에 8~32㎝의 거리를 안전하게 이동했다. 물론 일반적인 무인 잠수정에 비해 느리지만, 일반적인 소프트 로봇보다 훨씬 빠른 속도로 이동할 수 있으며 이동 방향의 전환도 간단하다. 스퀴드봇은 머리 부분에 탑재된 카메라와 센서를 이용해 주변 환경을 인지하고 영상과 사진을 촬영할 수 있다. 스퀴드봇은 말랑말랑하고 부드러운 로봇의 가능성을 엿볼 수 있는 시도 중 하나다. 현재는 초기 단계이지만, 앞으로 생체 모방 소프트 로봇의 활약이 점차 늘어날 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

삼성전자가 인공지능(AI), 보행 로봇 제어 등 미래 핵심 기술 연구와 개발, 육성에 속도를 낸다. 삼성전자는 다음달 2~3일 제4회 ‘삼성 AI 포럼 2020´을 열어 세계적인 석학 및 전문가들과 최신 AI 연구 성과를 공유하고 연구 방향, 전략을 모색한다고 6일 밝혔다. 코로나19로 온라인으로 열리는 이번 행사에서는 AI 분야의 우수한 신진 연구자 발굴을 위해 처음으로 ‘삼성 AI 연구자상’이 신설된다. 삼성전자 사내 전문가와 사외 자문단 교수들의 심사를 거쳐 이달 중 발표되는 수상자는 3만 달러(약 3500만원)의 상금과 포럼 첫날 발표 기회를 갖는다. 김기남 삼성전자 대표이사(부회장)의 개회사로 문을 여는 포럼 첫째 날에는 ‘현실 세계의 변화를 위한 AI 기술’을 주제로 기후변화, 팬데믹 등 전 세계적인 문제 해결에 기여할 수 있는 AI 기술과 연구 방향이 논의된다. 둘째 날에는 승현준 삼성리서치 소장의 기조연설을 시작으로 세계 각국 전문가들이 ‘인간 중심의 AI’ 역할과 미래 발전 전망을 공유한다. 삼성전자는 또 올 하반기부터 생명과학·세포치료법 등 미래기술 연구·개발 과제 31개를 선정하고 연구비 396억 3000만원을 지원한다. 삼성전자가 2013년부터 1조 5000억원을 들여 우리나라의 미래를 이끌어 갈 과학기술 연구를 지원하는 ‘삼성미래기술육성사업’을 통해서다. 기초과학 분야에서는 생리·자연현상의 기초 원리를 규명하기 위해 기존 가설에 대한 새로운 해석이나 방법론을 연구하는 과제가 다수 뽑혔다. 사람이 음식물을 먹으면 어떻게 맛을 느끼는지 연구하는 최명환 서울대 생명과학부 교수는 혀에서 미각에 대한 정보처리가 가능하다는 새 이론을 제안한다. 정보통신기술(ICT) 분야의 황보제민 카이스트 기계공학과 교수는 재해 현장, 건설, 탐사 등 위험한 상황에서 인간을 대신할 것으로 기대되는 4족 보행 로봇이 스스로 목적지를 찾게 하는 기술을 개발한다. 보행 로봇이 평지에서 미리 설정해 둔 움직임만 구현 가능한 기존 한계를 극복하고 험난한 지형에서도 스스로 경로를 탐색할 수 있게 한다는 계획이다. 정서린 기자 rin@seoul.co.kr

곤충 중에 가장 다양하면서도 화려한 날개를 가지고 있는 것은 나비일 것이다. 나풀거리며 날아가는 나비를 보면 뭔가에 빨려 들어가는 듯한 기분이 든다. 날아다니는 속도는 빠르지 않으나 쉽게 잡지 못한다. 보통 곤충들은 천적으로부터 눈에 띄지 않으려 하고, 빨리 날아 도망가려 하는데 나비는 자신을 드러내고 그리 빨리 날아가지도 않는다.사실 나비의 비행패턴을 보면 매우 빠르게 방향을 바꾼다. 커다란 날개를 노 젓듯 사용해 다른 어떤 곤충들보다 방향을 쉽게 바꾼다. 고속촬영으로 나비의 날갯짓을 살펴보면 날개를 움츠렸다 펴면서 마치 김연아 선수가 빠르게 회전하듯이 몸을 틀기도 한다. 이런 방식으로 천적의 공격을 피하는 것이다. 물리학의 회전운동 원리를 체득한 곤충이라고 할 수 있을 것이다. 나비를 닮은 마이크로 로봇을 만들어 보려는 시도는 많이 있다. 단순히 위아래로 날갯짓하는 로봇이라면 나비처럼 우아하게 날 수 없다. 날개를 접을 수도 있어야 부드러운 나비의 날갯짓을 재현할 수 있을 것이다. 바닷속 물고기들은 주로 좌우로 흔드는 꼬리와 가슴지느러미를 이용해 헤엄을 치는 반면 홍어는 커다란 지느러미를 깃발처럼 펄럭거리며 물속을 부드럽게 미끄러져 나간다. 매우 효율적인 수영법이다. 또 배 밑에 있는 작은 지느러미로 바닥에서는 걸어 다니기도 한다. 미국 버팔로대 기계공학과에서는 몇 년 전 가오리나 홍어의 지느러미가 펄럭거릴 때 생기는 물의 흐름과 소용돌이들을 자세히 연구한 바 있다. 에너지를 적게 쓰면서 오랫동안 앞으로 헤엄을 쳐 나갈 수 있는 원리를 밝힌 것이다. 홍어 지느러미처럼 움직이는 로봇을 만들고 이를 응용해 바닷속을 탐사하는 수중 드론을 만들 수도 있을 것이다. 이미 영국 해군에서는 홍어를 닮은 무인 잠수정에 대해 연구를 하고 있다. 다시 물 밖으로 나와 보자. 인간은 항상 하늘을 나는 꿈을 꿔 왔다. 알라딘의 마술카펫도 그런 꿈을 담은 환상 중 하나이다. 비행기는 닫힌 공간 속에서 경험하는 비행이기 때문에 얼굴을 스쳐 가는 바람의 경험을 하지 못한다. 낙하산이나 행글라이딩은 바람을 느끼게 해 주지만 비행이 아니라 떨어지는 낙하운동이다. 오랜 시간 자유자재로 날아다니는 마술카펫과는 다른 것이다. 날아다니는 카펫을 만들 수 있을까? 2007년 하버드대 연구진은 10㎝ 길이에 0.1㎜ 두께의 막이 1초에 10번씩 0.25㎜의 진폭으로 펄럭거리면 날 수 있음을 보여 주었다. 공기보다 무거운 작은 마술카펫이 날아오를 수 있다는 것을 물리학적으로 보인 것이다. 요즘 마이크로 로봇의 기술은 놀라울 정도로 발전했다. 작은 막에 전기자극을 주면서 막이 움츠러들게 하는 기술은 이미 있고 이 막 위에 얇은 태양전지를 입힌다면 혼자서 오랫동안 스스로 날아다닐 수 있는 ‘카펫’ 드론이 가능할 것이다. 물론 작은 것을 만들었다고 인간을 태운 카펫을 바로 만들 수는 없을 것이다. 그러나 현재의 드론과는 전혀 다른 형태의 마이크로 드론이 천천히 날아다니는 세상을 생각해 볼 수도 있다. 과학과 기술에서는 항상 새로운 생각을 할 필요가 있다. 새로운 생각의 원동력은 상상력이다. ‘이러면 어떨까’ 하는 질문이 상상력으로 이어지는 것이다. 이제 곧 한가위 대명절이다. 유례없는 감염병 대유행으로 모두 지쳐 있는 지금, 재충전을 할 소중한 기회를 갖게 될 것이다. 재충전 후 새로운 상상여행을 계속하면 좋을 것 같다.

소행성 ‘베누’에서 또 다른 소행성의 암석 파편이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국항공오주국(NASA) 오시리스-렉스 탐사선은 현재 소행성 베누 주위를 돌며, 곧 진행될 베누 표면에서의 샘플 채취 작업을 준비 중이다. 공개된 사진은 오시리스-렉스 탐사선이 2019년 베누의 표면을 촬영한 것으로, 주위 표면의 흙과는 다른 밝은 빛을 띠는 바위다. 바위의 크기는 1.5~4.3m로 추정되며, 마치 빛을 받아 반짝이는 듯한 모습이 특징이다.오시리스-렉스 탐사선은 해당 암석의 사진 및 분석에 필요한 다양한 자료를 지구로 전송했고, 이를 분석한 NASA 연구진은 암석의 정체가 또 다른 소행성과의 충돌에서 발생한 것이라는 결론을 내렸다. 연구진에 따르면 베누는 또 다른 소행성인 ‘베스타’와 충돌한 전력이 있는 것으로 추정된다. ‘소행성 벨트’에서 두 번째로 큰 천체인 지름 525㎞의 베스타는 우리 태양계 주위를 도는 거대한 소행성으로, 궤도와 시기에 따라 맨눈으로도 관찰이 가능하다. NASA 측은 베누의 표면에서 발견된 바위가 주위 바위에 비해 훨씬 밝고, 바위에서 휘석 성분이 발견된 점을 미뤄 베스타와의 연관성이 존재할 것으로 보고 있다. 철과 마그네슘, 칼슘 등으로 이뤄진 규산염 광물인 휘석은 소행성 베스타에서도 주로 발견되는 광석 중 하나다.NASA는 21일 공식 성명에서 “베누가 소행성 베스타와 충돌하면서 이 물질(암석)을 물려 받았다는 것이 우리의 가설이다. 베스타 소행성이 파괴될 때 생긴 파편이 중력에 의해 베누에 축적됐을 가능성도 있다”고 설명했다. 이어 “하나의 소행성 물질이 다른 소행성 표면으로 옮겨지는 것은 드문 일이 아니다”라고 덧붙였다. 한편 소행성 베누는 지름 500m 정도의 작은 소행성으로 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고 있다. 전문가들은 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고 있다. 특히 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 표면까지 하강해 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취해 지구로 가져올 예정이다. 올해에는 표면의 샘플을 60g이상 채취하며 이듬해에는 다시 지구로 귀환한다. 지구 도착은 2023년 9월로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.　　　 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

레이저 발사로 北 미사일 무력화…30분마다 北 살피는 위성 “레이저 요격 시험 사격을 시작하겠습니다. 셋, 둘, 하나, 사격 개시!” 지난 2일 충남 태안 국방과학연구소(ADD) 안흥시험장에서 창설 50주년을 맞아 첨단무기 합동시연회가 개최됐다. 무인기와 로켓 등을 레이저빔으로 무력화 시키는 ‘레이저 요격장치’가 사격통제관으로부터 발사 명령이 내려지자 북한 노동미사일 모형에 일직선으로 발사됐다. 열영상카메라로 볼 수 있는 20kw의 레이저 빔은 발사가 시작된지 약 5초가 지나자 미사일 모형의 한 가운데를 정확히 관통했다. 미사일 모형은 연기를 내뿜고 철이 녹아내리며 무력화됐다. 사격이 완료된 뒤 확인한 미사일에는 작은 크기의 구멍이 나 있었다. 한국의 레이저 무기화 기술은 이미 상당 수준에 이르렀다는 평가다. 아직 레이저 무기를 전력화한 나라는 없다는 점에서 한국도 개발에 속도를 내고 있다. 현재 레이저 발생기술은 미국과 약 5년의 격차가 나며, 나머지 기술은 1~2년 수준으로 보고 있다. 레이저 요격무기는 조만간 군에 배치돼 드론이나 미사일 등을 방어할 계획이다. 5일 창설 50주년을 맞은 ADD는 1970년 8월 6일 대통령령 제5267호, 법률제225호에 따라 특별법에 의한 특수법인으로 출범했다. 1974년 2월 충남 대전에 항공사업본부가 신설되고, 1976년 경남 진해에 해상·수중사업본부가 만들어졌다. 1983년 1월 연구소 본부가 지금의 위치인 대전으로 이전해 오늘날 모습을 갖췄다. 현재 탄도미사일과 위성 등 각종 첨단무기를 개발하며 세계 9위의 국방과학기술력을 만들었다. 최근 세계 군사 능력의 트랜드는 ‘무인 기술’이 핵심이다. ADD도 무인수송차량과 무인수상정 등 사람이 직접 탑승하지 않아도 되는 무기들을 개발하고 있다. 앞으로 기갑 및 기계화부대에 배치되는 무인수색차량은 자율주행기능이 탑재돼 위험 지역에서 임무수행이 가능하다. 목표 지점을 입력하면 장애물 등을 회피하면서 기동한다. 6륜 독립구동으로 제자리 선회가 가능해 기동성이 확보되며, 험지에서도 기동할 수 있다.‘자율터널탐사 로봇’도 병력 투입이 제한되는 갱도나 지하시설, 오염지역에서 활약하게 된다. 최대속도 약 10㎞로 지하로 들어가 탑재된 레이더와 영상 카메라 등으로 2D·3D 지도를 작성한다. 휴대전화에 어플리케이션을 설치해 조종이 가능하며, 진입 중 자동으로 중계기를 떨어뜨려 통신 기능을 유지한다. 특히 전 세계가 ‘우주 전쟁’ 양상에 돌입한 만큼 ADD도 위성 체계 개발에 한창이다. ADD는 경제성과 기동성이 우수하고 소형화·경량화 된 ‘초소형 SAR 위성군 체계’를 개발하고 있다. 소형화된 위성군 체계로 빠른 재방문주기를 갖게 돼 정찰 능력을 확보할 수 있다는 평가다. 32개 군집위성을 통해 30분 단위의 재방문주기로 북한을 들여다 볼 수 있게 된다. ‘인공지능’(AI) 기반의 무기들도 앞으로 전력화 계획을 가지고 있다. AI가 바다 속 소음을 탐지해 물체를 식별하는 ‘음탐식별 기술’과 드론 및 기동장비에 설치된 센서를 이용해 부분 가림 표적을 AI에 의해 자동으로 식별하는 ‘자동인식 기술’도 전력화를 앞두고 있다. 또 물체를 직접 보지 않고도 컴퓨터 그래픽으로 구현한 가상데이터를 통해 표적을 탐지할 수 있는 ‘딥러닝 물체탐지 기술’도 확보했다.코로나19 치료제 개발 한창…동물 실험 효과 입증 첨단 무기뿐만이 아니라 코로나19 치료제 개발에도 한창이다. ADD는 그동안 북한에서 내려온 ‘한탄 바이러스’로 전방 지역 장병들의 감염 사례가 자주 발생하면서 치료제를 개발해 왔다. 지난 2월부터 코로나19가 한국에도 심각하게 확산하자 코로나19 방향으로 연구를 시작했다. ADD는 최근 코로나19 유전체 정보를 이용한 합성생물학 기술로 억제 유전자 치료제(siRNA)를 설계하고 동물에서 효능을 입증했다. 기존 민간 업체에서 개발 중인 치료제와 다른 점은 유전체 정보를 기반으로 바이러스가 자기복제를 하는 과정에서 취약점을 찾아 복제하지 못하도록 공격하는 것이다. ADD는 유전자 정보를 바탕으로 확보한 1000개의 후보 물질 가운데 최종 1개를 영장류와 햄스터를 대상으로 실험한 결과 발열 완화와 바이러스 감소 등 긍정적인 결과를 얻었다. 현재 논문 제출까지 완료됐으며 비임상 실험과 임상 실험을 준비하고 있다. 임상 실험에 돌입하기까지는 약 1년이 소요될 것으로 바라보고 있다. ADD 관계자는 “항체 개발은 비용과 개발이 비싸다는 단점이 있다”며 “합성생물학 기술은 유전체 분석을 통해 표적을 빨리 찾아 공격할 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 이날 내부 행사로 진행된 5주년 기념식은 정경두 국방부 장관과 왕정홍 방사청장 및 역대 소장과 전·현직 연구원들이 참석한 가운데 개최된다. 남세규 ADD 소장은 “미래 50년은 비닉무기 개발에 집중하고, AI, 양자레이더, 합성생물학 및 우주분야와 같은 첨단과학에 과감히 도전할 것”이라고 말했다. 태안 이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr

현존하는 바다에서 가장 깊은 블루홀은 중국과 베트남에 인접한 파라셀 군도 내에 위치해 있다. 지난 2015년 발견된 이 블루홀은 “용의 동굴(룽둥龍洞·Dragon Hole)”이라고 불린다. 중국 샨사시의 탐사팀은 2015년부터 2016년에 걸쳐 조사를 펼쳤다. 과학자들은 깊이를 측정할 수 있는 센서가 달린 로봇을 이용해 블루홀의 깊이를 측정한 결과, 블루홀은 너비 130m, 깊이 300m에 달하는 것으로 알려졌다. 상층부에서 20여 종의 어종과 해양 생물을 발견됐으며 수심 100m 이하는 생물이 살 수 없는 환경인 것으로 관측됐다. 현지인들은 이곳을 ‘남중국해의 눈’이라고 부르고 있다. 블루홀은 싱크홀(sink hole)이 생성되는 것과 같은 원리로 무너져 마치 구멍이 난 듯한 모습의 지형을 일컫는다. 싱크홀은 석회암 등 퇴적암이 많은 지역에서 주로 발생하는 자연 현상으로 블루홀 역시 빙하기 때 석회암이 물에 의해 침식되면서 생겨난 것으로 보고 있다.블루홀은 위험성이 큰 것으로 알려져 숙련된 다이버들조차 출입을 금하고 있다. 지난 2000년 이집트의 다합 블루홀에서는 베테랑 다이버 유리 립스키가 혼자 스쿠버 다이빙 촬영을 나섰다가 사망한 사건이 발생하기도 했다. 강경민 콘텐츠 에디터 maryann425@seoul.co.kr

'화성 생명체 존재' 확인, 이번에 끝장 본다 미 항공우주국(NASA)의 야심찬 화성 탐사 로버가 붉은 행성을 향해 날아올랐다. 차량 크기의 ‘마스 2020’ 탐사선 `퍼시비어런스'(인내)는 현지시간 30일 오전 7시 50분(한국시각 오후 8시 50분) 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지 41번 발사대에서 아틀라스-5 로켓에 실려 발사되었다. 미국의 아홉 번째 화성 착륙선이자, 다섯 번째 화성 로버(차량형 이동 탐사 로봇)인 퍼시비어런스의 화성 도착 예정 시간은 약 7개월 뒤인 2021년 2월 18일이다. 퍼시비어런스는 화성의 지름 45km 예제로 크리이터에 연착륙한 뒤 전례없이 대담한 미션을 수행할 예정인데, 몇 가지를 나열하자면, 화성 생명체의 흔적 찾기와 화성 흙을 채취해 지구로 가져오기, 소형 헬리콥트 띄우기 등이다. 무게 1.8kg에 날개 길이 1.2m의 소형 헬리콥터 `인제뉴이티'는 30일 동안 5번의 비행실험을 할 계획이다. 화성처럼 공기가 희박한 곳에서 어떻게 비행기를 띄울 수 있는지 확인하기 위한 실험으로, 90초 동안 5m 위로 날아 150m 왕복비행하는 게 목표다. 성공할 경우 인제뉴이티는 인류가 지구 이외 행성에서 띄운 최초의 비행체가 된다. 퍼시비어런스에는 이밖에도 몇 가지 과학실험 장비가 실려 있다. 화성 대기의 96%를 차지하는 이산화탄소에서 산소를 뽑아내는 ‘목시’라는 장비는 화성 대기를 흡입한 뒤 먼지와 오염 물질을 제거하고 이산화탄소를 산소로 바꿔주는 실험을 한다. 미래 유인 화성 탐사에 대비한 시험이다. 이밖에 지표면 레이더, 기상 관측 장비, 엑스선 분광기, 고해상도 카메라 슈퍼캠과 마이크가 로버에 실려 있다. NASA의 짐 브라이든스타인 국장은 지난 27일 기자회견에서 “이번 화성 미션은 참으로 흥미진진한 것들입니다. 퍼시비어런스는 미국에 있어 매우 중요한 임무이자 동시에 인류 전체에도 중요한 임무"라고 밝혔다. 이번 발사는 캘리포니아 패서디나에 있는 NASA 제트추진연구소의 미션 컨트롤 센터를 흔든 지진으로 더욱 큰 관심을 불러일으켰다. 그러나 지진은 JPL 관련자들을 약간 당혹시켰을 뿐 카운트다운에 영향을 미치지는 않았다. ​화성에 과연 생명체가 있을까? 화성 생명체의 탐사 역사는 이미 반세기나 되었다. NASA의 쌍둥이 바이킹 착륙선은 1970년대 중반부터 1980년대 초까지 화성에서 현존하는 생명체의 흔적을 찾아내기 위해 분투했지만, 뚜렷한 성과를 내지 못한 채 끝나고 말았다.​ ​NASA는 그 후로도 화성 생명체의 흔적을 찾기 위한 '물 추적(follow the water)' 전략을 고안해, 스피릿, 오퍼튜니티, 큐리오시티 로버와 같은 일련의 로봇 탐사차들을 보내 지금까지 탐사를 이어오고 있다. 그 결과, 지금은 춥고 건조하고 황량한 화성 표면이지만 고대에는 생명체가 서식했을 가능성을 보여주는 수많은 증거들을수집했다. 예를 들어, 큐리오시티는 상륙 지점인 게일 분화구가 수십억 년 전에는 생명을 키울 수 있는 호수와 강을 갖고 있었다는 사실을 밝혀냈다. 큐리오시티는 화성 착륙 이래 거의 8년이 다 되는 현재까지 탐사 임무를 계속하고 있다. 브라이든스타인 국장은 기자회견에서 "이제 우리는 화성의 역사를 알았으므로, 자신있게 거기에 생명체가 있었을 것이라고 말할 수 있다. 과연 화성에 생명체가 존재했는지 알아보자"고 말했다. NASA 2020 화성 미션의 중심인 퍼시비어런스의 활동무대는 고대에 호수와 삼각주가 있었던 예제로 크레이터 바닥이 될 것이다. 이곳은 35억년 전 강물이 흘러 들어와 호수를 형성했을 것으로 추정되는 분지다. 과학자들은 이곳에서 옛 화성 생명체 흔적을 찾을 가능성이 높을 것으로 기대한다. 퍼시비어런스는 무게 1톤에 바퀴 6개로, 동력은 원자력 전지다. 방사성 동위원소 플루토늄-238이 자연붕괴하는 과정에서 발생하는 열 에너지를 전기로 바꾼다.​ ​퍼시비어런스의 임무는 적어도 화성 1년(지구의 약 687일) 동안 계속될 예정이다. 퍼시비어런스에 장착된 과학장비 ‘셜록’이 자외선 레이저로 흙과 암석 속에서 과거 물이 흘렀을 시절의 유기분자 등을 찾아내는 일을 한다. 퍼시비어런스는 로봇팔과 드릴을 이용해 원통형 금속용기에 화성의 흙과 돌 등 표본을 수집해 담는다. 용기는 모두 43개다. ​​또한 로버는 분화구의 지질을 자세히 파악하여 옛날 오랜 기간 동안 따뜻하고 물에 젖어 있었던 예제로의 고대 기록을 보존하는 암석 구성을 매핑한다. 이 같은 작업은 오래 전 화성 미생물에 의해 생성된 탄소 함유 유기분자를 식별하기 위한 것이다. 로버는 지구상의 미생물 매트와 비슷한 스트로마톨라이트 같은 예제로의 암석 구조를 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 퍼시비언런스의 현장 관찰만으로는 화성 생명체에 대한 확실한 결론을 얻기에는 충분하지 않을지도 모른다. 보다 확실한 직접적인 증거를 확보하는 것만이 역사적인 화성 생명체의 존재를 증명할 수 있을 것이다. NASA의 과학임무 차석 토마스 주부큰은 “화성 생명체에 관한 확실한 결론을 내려줄 궁극적인 증거와 분석은 지구의 실험실에서 나올 것이라고 믿는다"고 기자회견에서 밝혔다. 화성 흙을 지구로 가져온다 퍼시비어런스의 주요 임무가 그 같은 심층 조사를 가능하게 화성 흙을 채취하는 일이다. 로버는 적어도 20개의 암석 및 토양 샘플을 수집할 예정이며, 이 샘플들은 우주생물학적인 조사를 위해 선택되어 예제로의 생물학적 역사 그림을 완성시켜나갈 것이다. ​ NASA-ESA(유럽우주국)은 합작으로 2020년대 중반 두 차례 더 화성탐사선을 보내 퍼시비어런스가 수집한 화성 흙표본을 지구로 가져올 계획이다. 이 우주선들은 2028년 여름 각기 화성 표면과 궤도에 도착해 역할을 나눠 캡슐 수거 작업을 마친 뒤 2031년 지구로 돌아온다. 화성 표본을 수집해 돌아오기까지 지구에서 세 번, 화성에서 한 번 로켓을 발사한다. NASA와 ESA는 이번 프로젝트 비용 27억 달러(3조 2000억원)를 포함해 10년간 모두 70억달러(8조 5000억원)가 투입될 것으로 예상한다. "화성 흙을 지구로 가져오면, 아폴로의 달 샘플처럼 수십 년 동안 화성의 비밀을 밝히기 위해 여러 세대 연구자들을 바쁘게 할 것"이라고 '2020 화성 샘플 과학자' 크리스 허드가 7월 28일 기자회견에서 말했다. 현재 화성 지표에서는 미국의 탐사선 인사이트와 탐사 로버 큐리오시티가 임무를 수행하고 있으며, 화성 궤도에는 미국 3개, 유럽 2개, 인도 1개를 합쳐 6개의 탐사선이 공전하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

세계는 우리를 기다리지 않는다. 우리가 규제의 늪에서 허덕이는 사이 세계 곳곳의 경쟁자들은 이미 ‘유니콘’이 돼 저만치 앞질러 간다. 미국과 중국의 주목할 만한 기업 2곳을 소개한다. ●강아지야 로봇이야? 구독자 1680만명을 보유한 유튜브 채널 ‘언박스 테라피’에는 지난달 흥미로운 영상이 올라왔다. 다리가 넷 달린 정체불명의 노란색 기계. 리모컨을 작동시키자 불이 번쩍 들어오더니 기계는 스스로 몸을 뒤집고 벌떡 일어선다. 이내 강아지처럼 작업실을 총총 걸어다니는 모습에 놀란 진짜 강아지들은 기계를 향해 매섭게 짖는다. 미국의 로봇기업 ‘보스턴 다이내믹스’가 개발한 로봇강아지 ‘스폿’(Spot)이 영상의 주인공. 리모컨에서 보행모드를 ‘계단모드’(Stair)로 바꾸면 계단 위도 질주한다. 야외에서도 거뜬하다. 다소 높은 턱도 안정적으로 넘으며 넘어져도 오뚝이처럼 일어난다. 앞에 달린 카메라가 촬영하는 영상은 리모컨으로 실시간 전송된다. 4족보행 로봇은 활용도가 높다. 바퀴로 이동하는 로봇과 달리 장애물에 구애받지 않아서다. 사람의 손이 닿지 않는 곳까지 점검하는 데 쓰인다. 스폿은 최근 노르웨이 석유·가스 탐사업체인 ‘아커BP’에 고용됐다. 시설 점검은 물론 가스 유출 확인과 데이터 수집, 보고서 작성까지 할 줄 아는 똑똑한 직원이다. 지난 5월에는 뉴질랜드 목장에서 양떼를 감시하는 임무를 받기도 했다. 최근 시중에 판매되기 시작했다. 가격은 7만 4500달러(약 9000만원)다. 매사추세츠공과대학(MIT) 교수를 지낸 마크 레이버트가 1992년 설립한 보스턴 다이내믹스는 인간, 개, 고양이 등 생명체의 행동패턴을 분석해 로봇으로 완벽하게 구현하는 것을 목표로 기술 개발을 하고 있다. 2013년 구글에 인수됐다가 2017년 소프트뱅크에 매각된 뒤 현재에 이른다.●마스크 착용 여부도 꼼꼼하게 감시 코로나19 팬데믹 상황은 누군가에겐 기회가 됐다. 감염 위험으로 ‘언택트’(비대면)가 확산하면서 의료와 방역 일선에서 활약할 수 있는 로봇이 주목을 받은 것. ‘중국의 실리콘밸리’라고 불리는 선전(深)의 병원에서 자사의 인공지능(AI) 로봇을 활약시킨 중국의 기업 ‘유비테크’ 이야기다. 코로나19 확산 국면에서 유비테크의 로봇은 의료기관에 물자를 전달하거나 호텔에 격리된 손님에게는 음식을 배달하는 일을 도맡았다. 로봇들은 공공장소에선 체온을 자동으로 측정할 수 있으며 소독 작업도 알아서 할 수 있을 정도로 다재다능하다. 실제 활약한 로봇은 세 가지로 각기 다른 임무가 부여됐다. ‘에임봇’은 실내 방역, ‘아트리스’는 실외 방역, ‘크루저’는 의료 상담이다. 에임봇은 실내와 발열 진료소를 돌아다녔다. 적외선, 가시광선 듀얼카메라로 수집한 정보를 AI로 분석해 마스크를 착용했는지, 체온이 이상하진 않은지 인식했다. 사람들이 밀집한 지역을 모니터링하고 방역 관련 소식도 빠르게 전파했다. 아트리스는 실외에서 에임봇과 비슷한 임무를 수행하면서 오염된 지역을 소독하는 임무도 맡았다. 코로나가 발생하기도 전부터 이미 세계적으로 유명세를 탔던 크루저는 총 26가지 언어로 환자에게 상담 서비스를 제공했다. 2012년 설립된 유비테크는 AI와 휴머노이드 로봇 연구개발 등을 수행하고 있는 중국의 대표적인 유니콘 기업이다. 특히 가정에서도 사용할 수 있는 지능형 로봇을 주로 개발, 생산하고 있다. 지난해 대략 60억~80억 위안 수준의 매출을 달성한 것으로 알려졌다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

사물인터넷(IoT) 기술을 바탕으로 바닷속과 소통하려는 노력이 활발하다. 무인이동체를 통한 해양관측과 탐사, 해양구조물 유지보수 작업을 위한 인공지능 해저로봇 개발, 해양재난 대응, 수산양식 자동생산시스템 등 활용 분야는 무궁무진하다. 이처럼 해양환경에 IoT를 적용하기 위해 반드시 풀어야 할 숙제가 바로 전력공급이다. 그 해답으로 등장한 것이 바닷물을 이용해 전기를 저장하거나 생산하는 해수배터리다. 해수배터리는 바닷물에 녹아 있는 나트륨 이온과 물의 화학 반응을 통해 생산한 전기에너지를 저장하는 친환경적인 시스템이다. 해양에서 배터리를 기반으로 운용되는 모든 전자기기에 활용할 수 있다. 현재 가장 많이 쓰이는 리튬이온 배터리에 비해 절반의 크기와 무게로 동일한 전력을 공급한다. 더군다나 우리나라가 전량 수입에 의존하고 있는 리튬을 사용하지 않기 때문에 기술독립의 효과까지 기대할 수 있으며 생산가격도 절반가량이나 저렴하다. 현재는 해수배터리 시스템을 고도화하기 위한 기술개발이 한창이다. 원하는 용량을 만들기 위해서 물이 스며들지 않도록 한 상태에서 여러 개의 배터리를 연결하고, 과충전이나 과방전을 방지하는 회로를 개발했다. 장시간 바닷물에 노출되는 해수배터리 특성상 표면 부착생물 문제를 해결하기 위해 초음파와 자외선을 활용하고 있다. 바닷물을 활용한 청정에너지 기술로 해양 기반의 경제성장을 이룰 수 있길 바란다.

많은 사람이 역사학자나 고고학자라고 하면 페도라를 눌러쓰고 낡은 크로스백을 멘 채 유물을 찾아 헤매는 ‘인디아나 존스’를 떠올린다. 19~20세기 초 활약했던 고고학자들은 인디아나 존스처럼 먼지를 뒤집어쓰고 유물을 찾아 자신의 나라로 가져가기 위해 이리저리 뛰어다니는 현장 작업자 같았던 것이 사실이다. 그렇지만 21세기에 활동하는 역사학자와 고고학자들은 인공위성, 인공지능(AI), DNA 분석 같은 첨단 기술을 자유자재로 활용하는 과학자에 더 가깝다. 발굴된 유물의 DNA를 분석해 혈연과 민족 간 연관 관계는 물론 집단이나 문화의 이동 경로를 정확히 밝혀내는가 하면 인공위성이나 항공기에 탑재된 레이저 관측장비로 땅속에 묻혀 있는 고대도시를 찾아내기도 한다. 로봇으로 사람이 접근하기 어려운 고대의 무덤이나 건물, 수중 난파선을 탐사한다. 또 수백만건의 고문서를 빅데이터로 바꾼 뒤 AI 머신러닝 기술을 활용해 과거의 모습을 사진처럼 그대로 복원해 내기도 한다. 이렇듯 첨단 과학기술은 고고학자, 역사학자의 상상력의 빈자리를 메워 마치 타임머신을 탄 것처럼 과거를 보여 준다. 영국 셰필드대 고고학과, 카디프대 역사·고고학·종교학부, 브리스틀대 인류학·고고학과, 화학과, 독일 프리드리히 알렉산더 에를랑겐뉘른베르크대 화학·약학과, 미국 스포캔원주민 보존연구센터 공동 연구팀은 영국사에서 가장 큰 전환점으로 꼽히는 1066년 노르만 정복 이후 일반인들의 생활사 변화를 처음으로 밝혀냈다고 8일 밝혔다. 지금까지 노르만 정복 이후에 대한 정보는 주로 귀족계급 같은 지배층에 관한 것이었고 실제 피지배민들의 일상생활이 어떻게 변화됐는지는 알려지지 않았다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 6일자에 실렸다.1066년 노르만 정복은 노르망디 공작 윌리엄(정복왕)이 영국 왕위 계승권을 주장하며 프랑스 기사들을 이끌고 영국을 침공해 노르만 왕조를 연 사건으로 영국사에서 정치적, 경제적으로 큰 획을 그은 것으로 평가받고 있다. 연구팀은 옥스퍼드성 일대에서 발굴된 10~13세기에 살았던 것으로 추정되는 36명의 유골과 60여 마리의 동물 뼈에 대한 ‘안정 동위원소 분석’을 실시했다. 사람이나 동물은 평소 소비하는 음식에 대한 정보가 뼛속에 남게 되는데 이를 특정 동위원소로 분석해 무엇을 먹고 살았는지를 파악하는 기술이 안정 동위원소 분석법이다. 연구팀은 당시에 사용됐던 것으로 보이는 각종 그릇의 파편에 남은 유기 잔여물을 분석했다. 분석 결과 노르만 침공 이후 영국에는 표준화된 농법이 보급되고 염소고기나 우유 대신 돼지고기와 닭고기로 단백질과 지방을 섭취하게 됐으며 가축을 키울 때도 이전처럼 야채나 곡물이 아닌 음식물 찌꺼기를 줘 키우는 등 농업구조와 식생활에 큰 변화가 생긴 것으로 밝혀졌다. 한편 영국 요크대 역사학과 연구팀은 헨리 2세의 명령을 받은 기사들에 의해 캔터베리 성당에서 살해당한 성 토머스 베켓(1118~1170)의 제단을 컴퓨터 영상합성기술(CGI)로 재현해 내는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 이 같은 복원 결과는 177년 전통의 영국 고고학협회에서 발행하는 국제학술지 ‘영국 고고학협회지’ 7일자에 실렸다.캔터베리 트리니티 예배당 내에 있던 베켓의 제단은 헨리 8세가 영국 국교회를 선포하고 가톨릭교회들의 재산을 회수했던 1538년 일부 조각만 남기고 완전히 파괴됐다. 파괴 이전을 그린 그림이 없어 지금까지 학계와 가톨릭교회 측에서 여러 차례 복원을 시도했지만 매번 실패했다. 이에 연구팀은 13세기 중후반에 만들어진 웨스트민스터 성당에 있는 참회왕 에드워드 제단과 엘리 성당의 성 에텔드레다 제단을 바탕으로 여러 문헌자료와 비슷한 시기에 만들어진 성당 내 제단의 특징에 대한 빅데이터를 AI 알고리즘으로 처리해 복원했다. 벤 저비스 카디프대 교수는 “컴퓨터 알고리즘, AI, 동위원소나 DNA 분석 등 첨단 과학기술은 과거 특정 지역의 전염병이 어떤 경로로 확산됐는지, 경제적 환경이 어떻게 변화됐는지 등 역사적 사실들을 마치 사진이나 신문을 읽듯 한눈에 파악할 수 있게 해 준다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구에서 1억3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고있는 소행성 '베누'(Bennu·1999 RQ36)의 비밀이 서서히 풀리고있다. 최근 미국 행성과학연구소(Planetary Science Institute)는 베누 표면에 있는 수많은 돌과 바위들이 햇빛에 깨지고 균열이 갔다는 연구결과를 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 9일 자에 발표했다. 베누는 지름이 500m 정도의 작은 소행성이지만 태양계 초기에 형성돼 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고있다. 이 때문에 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)를 발사했으며 지난 2018년 12월 초 이곳에 도착했다.이번 연구결과는 오시리스-렉스가 베누 주위를 돌며 탐사한 자료를 바탕으로 한 것으로 실제 공개된 사진을 보면 균열이 가있는 암석들을 쉽게 확인할 수 있다. 물론 지구의 암석도 햇빛, 공기, 물 등의 영향으로 같은 현상이 일어난다. 지구에서 이처럼 암석이 갈라지는 주된 원인은 풍화작용 때문이다. 예를들어 빗물이 작은 단층이나 바위 틈으로 스며들어 기온이 영하로 떨어지면 얼음으로 변해 팽창하면서 균열이 일어나는 것. 그러나 베누에는 지구와 같은 대기가 없으며 공기나 물, 생명체 등이 존재하지 않는다. 그렇다면 베누의 암석은 어떻게 균열이 갔을까? '범인'은 햇빛 뿐이다. 베누의 자전주기는 4.3시간인데 이 과정에서 햇빛의 영향으로 표면은 빠르게 뜨거워졌다가 급속히 차가워진다. 연구팀에 따르면 베누의 낮 최고 기온은 126℃, 밤의 최저 기온은 -73℃로 곤두박칠 친다. 　 　 　 　논문의 수석저자인 제이미 몰라로는 "베누에는 날씨가 없지만 급격한 기온의 변동도 암석에 비슷한 영향을 미칠 수 있다"면서 "바위가 온도 변화에 노출될 때 마다 표면은 팽창하거나 수축한다"고 설명했다. 이어 "이번 연구는 과거 베누의 표면이 어떤 모습이었는지, 그리고 수백 만년 후에는 어떤 모습일지 말해주는 퍼즐의 한 조각"이라고 덧붙였다.　한편 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 표면까지 하강해 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취해 지구로 가져올 예정이다. 올해에는 표면의 샘플을 60g이상 채취하며 이듬해에는 다시 지구로 귀환한다. 지구 도착은 2023년 9월로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.　　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계 형성의 비밀을 풀기위해 탐사 중인 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성 ‘베누’(Bennu·1999 RQ36)의 생생한 표면 모습을 촬영했다. 지난 4일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 오시리스-렉스가 베누 표면 기준 250m 상공에서 촬영한 베누 표면의 모습을 공개했다. 여러 바위들과 표토(表土)들이 생생하게 눈앞에 펼쳐진 이곳은 베누의 샘플 채취 후보지인 오스프리(Osprey)라는 이름의 지역이다. 이 사진은 지난달 26일 오시리스-렉스의 폴리캠(PolyCam)이 촬영한 영상을 모자이크해 만들어졌으며 픽셀당 크기는 5㎜다. 사진 속에서 아래 쪽 길고 밝은 색의 바위 길이는 5.2m다. 　 　지난 2018년 12월 초 베누에 도착한 오시리스-렉스는 몇달 간 궤도를 돌며 총 4곳의 가장 샘플을 채취하기 좋은 곳과 착륙 장소를 선정했다. 그중 한 지역인 오스프리는 여러 바위와 탄소가 가장 풍부하게 검출되는 곳으로 꼽힌다. 특히 베누 북반구에 위치한 '나이팅게일'(Nightingale)은 오시리스-렉스가 착륙할 후보지인데 첫 샘플 채취는 오는 10월 20일로 2달 연기됐다. 코로나19로 인해 NASA 직원들의 근무가 원만하게 이루어지지 못해 임무가 연기된 것. 코로나19가 지구는 물론 머나먼 우주의 탐사선에 까지 영향을 미치고 있는 셈이다.소행성 베누는 지름이 500m 정도의 작은 소행성으로, 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고 있다. 전문가들은 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고있다. 특히 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 표면까지 하강해 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취해 지구로 가져올 예정이다. 올해에는 표면의 샘플을 60g이상 채취하며 이듬해에는 다시 지구로 귀환한다. 지구 도착은 2023년 9월로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.　　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

공상과학(SF) 영화 속 이야기로 들릴 수 있지만, 미국항공우주국(NASA)과 일부 과학자는 우리 지구를 오염시킬 수 있는 외계 바이러스에 대해 우려하고 있다. 이들 전문가는 인류 최초의 화성 탐사 임무가 준비되면서 우주비행사들은 화성에서 우주선을 타고 귀환할 때 외계 오염물질을 옮겨오지 않도록 하는 명확한 규정이 필요하다고 지적한다. 스콧 허버드 미 스탠포드대 항공우주학과 교수는 7일(현지시간) 스탠퍼드 뉴스와의 인터뷰에서 해결책은 바로 ‘행성 보호 규정’에 있다면서 우주선과 같은 기계적 시스템은 고온 살균 처리와 화학적 세척을 병행해야 하지만, 화성에서 채집한 토양 표본이 들어있는 시험관은 안전성이 입증될 때까지 에볼라 바이러스처럼 취급해야 한다고 말했다. 허버드 교수는 또 아폴로호 임무로 달을 최초로 방문한 우주비행사들이 격리됐던 것처럼 화성에서 돌아온 사람들도 그런 조치를 받아야 한다고 제안했다. 지난해 짐 브리든스틴 NASA 국장은 2030년대 안에 빠르면 2035년까지 NASA는 화성에 인류를 보내는 임무를 목표로 하고 있다고 밝혔다. 물론 화성 탐사 임무는 흥미롭지만, 만일 우주를 개척하는 영웅들이 외계 오염물질을 싣고 돌아온다면 지구에 해가 될 수 있다.1970년대 중반 바이킹 1, 2호와 같이 대규모 예산이 드는 로켓을 이용한 기존 화성 탐사 임무에서는 단지 고온에서 살균 처리할 수 있었다. 하지만 이제 미국의 스페이스X와 같은 민간우주기업과 대학에서는 모두 저비용으로 로켓을 개발하고 있어 이런 작은 우주선은 행성 보호 프로토콜에 관한 부담을 갖게 될 것이다. 이에 대해 허버드 교수는 고온 살균 기술만으로는 오염을 제거하는데 충분하지 않지만 이 과정에 화학적 세척을 더하면 효과적일 수 있다고 지적했다.NASA는 2020년 화성에 인내라는 의미의 퍼서비어런스 로버를 보내 토양 표본을 채집한 시험관을 연구자들이 접촉할 수 있도록 살균 처리해야 할 것이다. 허버드 교수는 “역으로 오염되는 것을 막기 위해 귀환하는 우주선과 화성의 암석 표본 사이에 접촉이라는 사슬을 끊으려는 큰 노력이 필요하다. 예를 들어 3, 4단계의 격납용기를 만드는 자율 밀봉 및 용접 기술이 계획돼 있다”면서 “나와 과학계의 생각으로는 몇백만 년 된 화성에서 온 암석들에 지구를 오염시킬 활동적인 생명체가 있을 가능성은 극히 낮다”고 밝혔다. 허버드 교수는 또 사람을 로봇처럼 청소할 수 없다는 사실을 인정하며 기존 규정들에 대해 살피고 있다. 그는 “사람의 경우 아폴로호의 우주비행사들은 혹시 모를 질병의 징후가 나타날 것을 대비해 처음 몇 달 동안 격리돼 있어야 했다. 달은 위험성을 내포하지 않은 것으로 밝혀져 방역 절차가 사라졌다”면서도 “이런 절차는 화성에서 귀환하는 사람들에게 의심할 여지 없이 똑같이 해야 하는 것”이라고 말했다. 전문가들은 또 이뿐만 아니라 지구의 세균이 화성에 퍼지는 것에 대해서도 두려움을 갖고 있다. 하지만 미 노보사우스이스턴대와 브라질 리우데자네이루연방대 공동연구진은 화성에 특정 미생물을 옮기면 이른바 테라포밍이라는 지구의 환경처럼 변하는 과정이 시작돼 생명체가 살 수 있는 환경이 만들어질 수 있다고 제안했다. 미생물학자로 이뤄진 이들 연구자는 또 화성에 미생물을 옮기기 전에는 테라포밍 가능성이 있는 미생물을 선별하면서도 위험할 수 있는 미생물은 폐기하는 과정을 개발해야 한다고 지적했다. 이들 학자가 주장하는 주요 문제는 각국의 우주 개발 과정에서 지구의 미생물이 화성 등 다른 행성으로 옮겨가는 것은 불가피하다는 것이다. 이미 각 기관은 60여 년 전 우주 공간의 평화적 이용을 위해 설립된 국제우주공간연구위원회(COSPAR)가 만든 ‘행성 보호 프로토콜’이라는 규정에 따라 지구의 미생물이 다른 행성으로 옮겨가거나 다른 행성에 혹시 존재할지도 모르는 미생물이 지구로 유입되지 않게 탐사선을 고온 살균 처리하는 등의 조치를 하고 있다. 하지만 이들 미생물 전문가는 이런 조치에도 불구하고 미생물의 오염을 막는 것은 불가능하므로, 우리가 다른 세계를 오염하기 전에 이처럼 더 많은 연구를 해야 할 필요가 있다고 지적했다. 이에 대해 이들 연구자는 “대개 미생물의 유입은 우연한 것이 아니라 막을 수 없다고 여겨야만 한다”고 말했다. 관련 연구 논문은 유럽미생물학회(FEMS)가 발간하는 동료검토 학술지 ‘미생물 생태학’(Microbiology Ecology) 2019년 10월호에 실린 바 있다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

레이저를 쐬면 공중으로 떠올라 움직이는 극소형의 비행체가 가까운 미래에 이웃 행성인 화성에서 생명체 흔적을 찾는 임무를 지원할 것으로 보인다. 미국 펜실베이니아대 연구진은 핀포인트 레이저를 조사해 열을 가하면 공중 부양해 움직이는 극히 작은 비행체를 만들어냈다.‘나노카드보드’(nanocardboard)라고 이름 붙여진 이 비행체는 이들 연구자가 종이 골판지의 주름진 빈 공간인 골에서 영감을 얻어 두께 몇십 ㎚(나노미터)의 산화알루미늄 필름판을 이용해 샌드위치 구조로 높이 몇십 ㎛(미크론미터)의 공간이 나열돼 있는 구조로 만든 것이다. 이런 골판지 형태의 구조 설계는 재질의 강도를 높이고 충격을 완화하는 효과를 보는 동시에 그 내부가 비어 있어 무게를 줄여준다. 따라서 나노카드보드 비행체 한 대의 중량은 초파리의 몸무게와 비슷한 0.33㎎ 정도에 불과하다. 특히 이런 일련의 빈 공간은 열을 받으면 기체 자체가 공중으로 떠오르도록 하는 데 이는 화성 탐사로봇에서 핀포인트 레이저를 쏴서 맞추면 된다. 그러고 나면 나노카드보드가 가열돼 화성의 대기와 온도 차이가 생기고 골 공간에서 달궈진 기체가 뿜어져 나와 기체를 땅에서 밀어내 공중으로 띄우는 것이다. 게다가 나노카드보드의 어느 부분을 가열하느냐에 따라 이들 공간에서 나오는 기류가 달라져 이동 방향을 제어할 수 있다.이들 연구자는 자신들이 개발한 나노카드보드 편대가 7월 17일부터 8월 5일 사이 발사되는 아틀라스 V 로켓에 실려 내년 2월 중순 화성에 도착할 예정인 화성탐사 로버 ‘퍼서비어런스’(옛 마스 2020)의 임무를 지원하는 데 도움이 될 것이라 생각한다. 이때 퍼서비어런스는 탐사로버로 가기 어려운 지형을 대신 탐사할 탐사선인 마스 헬리콥터를 실어갈 예정이지만, 만일 해당 기체가 제대로 작동하지 않으면 다른 선택지가 필요할 수도 있다. 이에 대해 이번 연구를 주도한 이고르 바게이틴 펜실베이니아대 교수(기계공학·응용역학)는 “마스 헬리콥터는 매우 흥미진진하지만, 단 한 대의 복잡한 기계다. 만일 잘못되면 고칠 방법이 없어 실험은 끝난다”면서 “우리는 한 가지 수단에 모든 것을 걸지 않는 완전히 다른 접근법을 제안한다”고 말했다. 또 “우리 비행체는 센서를 운반하는 것 외에 단순 착륙으로 수동적으로 먼지나 모래를 부착한 뒤 다시 탐사 로버로 날아가므로 멀리까지 이동할 필요가 없다”고 설명했다. 또 나노카드보드는 크기와 중량이 비교할 수 없을 만큼 작기에 퍼서비어런스에 셀 수 없을 정도로 많이 탑재할 수도 있다. 게다가 화성의 희박한 대기와 낮은 중력은 이들 비행체가 자체 중량의 10배에 달하는 센서나 표본을 실을 수 있도록 한다. 따라서 이들 연구자는 화성에서 생명체의 주요 특징인 물이나 메탄을 탐지하기 위해 탑재할 화학 센서를 현재 수준보다 소형화하는 방법을 연구하고 있다. 자세한 연구성과는 재료과학 분야의 세계적 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈’(Advanced Materials) 21일자에 실렸다. 사진=이고르 바게이틴 펜실베이니아대 교수팀 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)은 올해 큐리오시티 로버의 후계자인 '퍼서비어런스'(Perseverance, 이전 명칭 마스 2020) 로버를 화성으로 발사할 예정이다. 하지만 NASA의 로버들이 화성만 향하는 것은 아니다. NASA는 달 재착륙 프로젝트인 아르테미스 임무를 보조하기 위해 여러 대의 로버를 달로 보낼 예정이다. 이 가운데 가장 작고 깜찍한 외형을 지닌 로버가 바로 자율 팝업 플랫 폴딩 탐사 로봇 혹은 'A-퍼퍼'(Autonomous Pop-Up Flat Folding Explorer Robot·A-PUFFER)다.(사진) 큐리오시티나 퍼서비어런스는 경차 크기로 사실상 바퀴가 달린 실험실 및 탐사 기지라고 할 수 있다. 많은 정보를 수집할 수 있지만, 대신 속도가 느리고 크기가 커서 신속하게 주변 지형 정보를 수집하는 데 적합하지 않다. 반면 A-퍼퍼는 접으면 신발 상자에 넣을 수 있는 작은 크기로 달 착륙선의 여유 공간에 여러 대를 탑재할 수 있다. 만약 착륙선 주변 지형 정보를 빠르게 수집할 목적이라면 A-퍼퍼처럼 작고 빠른 로버 여러 대가 훨씬 유리하다.NASA 제트추진연구소(JPL) 과학자들은 올해 2월에 3대의 A-퍼퍼 프로토타입을 제작해 캘리포니아에 있는 NASA 마스 야드(Mars Yard)의 거친 지형에서 테스트하고 있다. 팝업 형식의 스테레오 카메라로 주변 지형을 인식하고 옆으로 눕힐 수 있는 큰 바퀴를 이용해 복잡한 지형에서도 빠르게 안전하게 움직일 수 있는지 테스트하는 것이다. 이 미니 로봇의 장점은 여러가지다. A-퍼퍼는 자율형 로봇으로 사람이 수작업으로 조작하지 않아도 알아서 정보를 수집한다. 작은 크기 덕분에 좁은 굴이나 동굴도 탐사할 수 있으며 여러 대가 투입되기 때문에 한 대 정도는 손실해도 전체 임무 수행에 심각한 영향을 미치지 않는다. 하지만 달에 가기 전에 지구에서 먼저 성능을 입증해야 한다. A-퍼퍼가 모든 테스트를 만족스럽게 통과하고 달에서도 그 유용성을 입증한다면 결국 미래에는 화성까지 진출하게 될 것이다. 마치 작은 반려동물처럼 보이는 미니 로봇이 미래 우주 비행사의 안전한 탐사를 돕게 될지 결과가 주목된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미국 항공우주국(NASA)은 최근 화성탐사로봇 이름을 정하는 최종 투표를 마감했다. 이 로봇은 오는 7월 발사될 화성착륙선에 실릴 예정이다. 화성에는 산소도 없고 높은 방사선 때문에 사람이 외부에서 오래 작업하기 어렵다. 이런 곳에서는 사람 대신 로봇이 필요하다. 이번 탐사로봇의 임무는 미래에 사람이 직접 화성에 갈 수 있도록 미생물의 존재를 확인하고 기후와 지형을 파악하며 시료를 채집하는 것이다. 6개의 바퀴로 분화구처럼 평탄하지 않은 지형에서도 넘어지지 않고 이동한다. 또 길이 2.1m의 팔은 탐사에 필요한 각종 도구를 다룰 수 있다. 동작은 느리더라도 탐사대원의 역할을 충분히 할 수 있을 것이다. 화성만큼은 아니더라도 지구상에도 많은 위험이 도사리고 있다. 대형 사고나 재난 현장은 사람을 구하러 간 구조대원까지 위험에 빠뜨릴 수 있다. 로봇이 구조대원을 대신할 수 있으면 좋겠지만, 현재 로봇 개발 수준은 그에 미치지 못한다. 구조대원을 대체하려면 화성탐사로봇보다 더 복잡하고 다양한 지형에서 더 어려운 작업을 더 빠르게 수행해야 하기 때문이다. 하지만 사고는 늘 발생하는 것이 아니기 때문에 이에 대처하는 로봇 개발 역시 단발성이 되거나 꾸준한 지원을 얻기 어렵다. 수십년 후 화성에 거주하기 위해 로봇을 꾸준히 준비하듯이, 재난에 제대로 대응할 수 있는 로봇도 꾸준히 준비해야 필요할 때 쓸 수 있다. 소 잃기 전에 로봇을 만들 때다. 정경민 한국원자력연구원 로봇응용연구부장