미 항공우주국(NASA)의 화성 탐사로버 퍼서비어런스가 날개가 손상된 채 화성의 모래언덕 위에 내려앉은 인저뉴어티 무인 헬기를 발견하고 사진을 찍었다. 티슈통 크기만한 인저뉴어티가 불완전 착륙을 한 지역은 화성의 드넓은 모래언덕 비탈로, 황량하고 바위가 많은 화성 풍경이 전경을 가득 채우고 있다. 위의 사진은 현지 평균 태양시로 지난 4일 오후 1시 5분에 촬영된 것으로, 인저뉴어티가 날개를 파손당한 지 2주가 조금 넘은 시점이다. 인저뉴어티는 지난 1월 18일 비행 중 운항 정보 신호를 거의 제공하지 못하는 ‘단조로운’ 화성 모래밭에 착륙하면서 회전날개에 손상을 입었다.인저뉴어티는 비스듬히 착지하던 중에 회전익 중 하나 이상이 붉은 흙바닥을 쳤다. 팀은 현재까지 사진에서 손상된 날개 하나만 식별할 수 있었지만, 인저뉴어티가 비행 중 분당 2500회전(RPM) 이상이라는 점을 고려하면 다른 날개도 손상을 입고 파손되었을 가능성이 높다. 제트추진연구소(JPL)는 현재도 인저뉴어티의 회전날개 손상을 분석하고 있지만, JPL의 분석 결과와는 관계없이 헬리콥터가 더 이상 비행할 수 없게 된 만큼 임무는 공식적으로 종료되었다.지난 2021년 2월 18일 로봇 동반자인 퍼서비어런스 탐사선과 함께 화성 표면에 착륙한 인저뉴어티는 2021년 4월 화성 하늘을 최초로 비상함으로써 지구 외 다른 행성에서 최초의 동력 항공 비행을 성공한 역사를 만들었다. 인저뉴어티-퍼서비어런스 화성 탐사 듀오는 예제로 크레이터로 알려진 지역을 탐험해 왔으며, 수십억 년 전에 생명체가 잠시 존재했을지도 모르는 화성의 고대 호수 흔적을 발견했다. 인저뉴어티는 이 탐사 과정에서 퍼서비어런스의 경로를 탐색하고 안내하는 척후병 역할을 수행했다.JPL의 인저뉴어티 프로젝트 관리자 테디 자네토스는 지난달 31일 라이브 스트리밍 추모 행사에서 “우리의 ‘작은 아기’가 이룬 일이 이보다 더 자랑스럽고 행복할 수 없다”면서 “이것은 우리 모두를 위한 일생의 임무였다. 이 항공기 제작에 참여한 모든 엔지니어, 공기역학 과학자, 기술자 모든 분들께 감사의 말씀을 전하고 싶다”고 감회를 밝혔다. NASA의 화성 탐사 프로그램 부국장 티파니 모건도 “인저뉴어티가 미래의 다른 행성 항공 임무를 위한 길을 닦을 수 있는 유산을 남겼다”고 말했다. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

미 항공우주국(NASA)이 운영하는 화성 탐사 무인 헬리콥터 ‘인저뉴어티’가 지난 18일 비행 중 회전익 날개에 손상을 입어 화성 비행을 멈추고 영원히 착지했다. 빌 넬슨 NASA 국장은 지난 25일(현지시간) “인류 사상 처음으로 지구가 아닌 다른 행성에서 비행한 헬리콥터 인저뉴어티가 임무를 종료한다”고 발표했다. 이어 “우리 상상보다 더 멀리, 더 높이 날았다. 불가능을 가능하게 했다”며 작별인사를 고했다. 운영팀은 당시 비행에서 무슨일이 있었는지 분석하는 동안 가능한 시나리오를 취합·분석했다. 인저뉴이티의 마지막 임무가 된 72차 비행은 모래가 많고 바위가 거의 없는 화성 지표의 광활한 지역을 중심으로 이뤄졌다.인저뉴어티는 지금까지 비행에서 방위를 파악하기 위해 큰 암석 등 주변 지형 특징을 사용했다. 그러나 최근 4번의 출격 동안 운항 신호를 거의 제공하지 못하는 모래밭을 비행하게 됐다고 운영팀은 이날 언론 브리핑에서 밝혔다. NASA 제트추진연구소(JPL)의 인저뉴어티 프로젝트 관리자 테디 자네토스는 “이곳은 우리가 탐색해야 했던 가장 어려운 지형 중 하나로, 지형적인 특징이 거의 없는 곳”이라고 설명했다. 이번 72번째 비행에서 인저뉴어티는 비스듬히 착지하다가 4개의 회전익 중 하나 이상이 붉은 흙바닥을 쳤다. 운영팀은 현재까지 사진에서 손상된 날개 하나만 식별할 수 있었지만, 인저뉴어티가 비행 중 분당 2500회전(RPM) 이상이라는 점을 고려하면 다른 날개도 손상을 입고 파손됐을 가능성이 높다.인저뉴어티 운영팀에 따르면, 지난 18일 팀은 인저뉴어티의 착륙 위치를 정하기 위해 짧은 수직 비행을 하도록 했다. 고도 12m에 도달한 인저뉴어티는 초당 1m 속도로 하강을 시작하기 전 공중에서 4.5초 정도 맴돌았다. 이후 지표면 약 1m 위에 이르렀을 때 해당 기체와 연락이 두절됐다. 다음날인 19일 다시 지상 관제사와 연결됐지만 전날 촬영된 사진에서 회전 날개 손상이 확인됐다. 통신이 두절된 원인은 조사중이다. 인저뉴어티 명예 조종사인 하버드 그립은 “비행 방향을 잡기 위한 지형적 특징이 아무것도 없는 단조로운 지역으로 날아가기 전까지 인저뉴어티는 아무런 이상이 없었다”고 말했다. 인저뉴어티는 착륙 당시 통신이 중단돼 운영팀이 모든 관련 데이터에 접속할 수 없었기에 정확히 무슨 일이 일어났는지 파악하기는 어렵다. 그러나 위의 시나리오는 그들이 갖고 있는 정보에서 추출한 가장 가능성 높은 줄거리다. 이번 회전익 손상으로 인저뉴어티는 화성 상공을 다시는 비상할 수 없게 됐다. 헬리콥터는 예전과 같은 추진력을 갖지 못하고 한때 완벽했던 균형도 이제 사라졌다. 인저뉴어티는 화성 표면을 단 5번만 비행하도록 설계된 시연기인 만큼 과학장비를 탑재하지는 않았다. 그러나 운영팀은 인저뉴어티와의 통신을 중계하는 퍼서비어런스 탐사 로버에서 엔지니어링 데이터를 계속 수집할 것이라고 자네토스는 말했다. 소형 무인 헬리콥터 인저뉴이티는 2021년 2월 화성 탐사 로버 퍼서비어런스에 탑재돼 화성 예제로 크레이터에 착륙했다. 높이 0.5m, 중량 1.8㎏으로 탄소섬유 날개 4개를 갖고 있다. 지구의 1% 수준으로 공기가 희박한 화성 환경에서도 비행할 수 있도록 인저뉴어티의 회전 날개는 기존 헬리콥터 날개보다 8배 빠르게 회전한다. 지구 밖 행성에서 날아다닌 첫 비행 물체라는 점에서 라이트형제의 첫 동력 비행에 비견되기도 했다. 인저뉴어티는 2021년 4월 첫 비행을 시작했다. 총 4회 비행을 성공적으로 마친 뒤 퍼서비어런스를 따라 다니면서 임무를 시연하는 역할을 추가로 수행했다. 5회 비행이 최선일 거라던 예상과 달리 3년간 예상치의 14배인 72회 비행에 성공했다. 총 비행 시간은 2시간 가량이다. 넬슨 국장은 “인저뉴어티의 역사적인 여행이 막을 내렸다”며 “NASA는 인저뉴어티와 같은 임무를 통해 화성 그 너머의 길을 똑똑하고 안전하게 탐험할 것”이라고 전했다. 설계 보증보다 훨씬 오래 지속된 엔지니어링의 경이로움을 보여준 인저뉴어티는 머지않아 퍼서비어런스와 멀어지면 다른 세계에서 온 길 잃은 사절처럼 홀로 침묵하게 될 것이다. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

20년 전 1월, 쌍둥이 우주선이 극적인 화성 착륙을 성공함으로써 인류의 우주 탐험에 독보적인 유산을 만들기 시작했다. 미 항공우주국(NASA) 화성 탐사로버 스피릿과 오퍼튜니티는 원래 3개월 동안 화성 표면에서 탐사활동을 벌일 예정이었다. 그러나 두 태양광 동력 탐사 로버는 모두 보증 기간을 수십 배 초과하는 장기 탐사 기록을 세웠으며, 화성 표면에서 예기치 못한 발견들을 이어감으로써 화성 탐사 역사에 극적인 변화를 가져왔다. 두 화성 탐사 로버는 2003년 6월과 7월에 보잉 델타 II 로켓을 이용해 별도로 발사되었다. 스피릿은 2004년 1월 3일 처음으로 화성 표면에 착륙한 후 에어백 클러스터를 타고 약 30번 튕겨올랐고, 우주선이 정지한 후에야 에어백이 수축되었다. 3주 후인 1월 24일에도 비슷한 방식으로 오퍼튜니티가 그 뒤를 이었다. 두 탐사 로버는 화성에 과거 한때 물이 있었다는 증거를 찾기 위한 작업에 착수했으며, 예상한 것보다 훨씬 더 많은 것들을 발견했다. 오퍼튜니티는 착륙 직후 ‘블루베리’라 불리는 구형 적철광 자갈을 발견했는데, 이는 산성 물이 지나갔음을 나타내는 증거물이다.스피릿은 고대 온천의 흔적을 발견했는데, 이는 과거에 미생물이 서식했을 가능성을 강력히 시사한다. 다른 발견으로는 ‘젤리로 채워진 도넛’과 다른 행성에서 발견된 최초의 운석이 있다. 스피릿은 2009년 화성 표면의 부드러운 모래 속에 빠져 움직일 수 없게 되었지만 2010년에 연락이 끊길 때까지 계속해서 과학적 측정을 수행했다. 이에 비해 오퍼튜니티는 놀랄 만큼 오래 작동했다. 2018년 화성 표면 전체에 먼지 폭풍이 일어 짙은 먼지가 태양 전지판을 덮어버리는 바람에 전기 생산이 끊겨 2019년 공식적으로 미션 중지가 선언되었다. 평생 동안 ‘오피(애칭)’는 마라톤 거리 이상을 주행하면서 화성에서 총 45.16km를 주파하는 엄청난 기록을 세웠다. 이는 인간의 피조물이 외계 천체에서 달성한 기록 중 최장거리다. 화성 탐사 로버 임무를 관리했던 남부 캘리포니아에 있는 NASA 제트추진연구소(JPL) 전 프로젝트 관리자인 존 칼라스는 “이것은 누구도 예상하지 못한 패러다임의 전환이었다”라고 말하면서 “우리가 다룬 거리와 시간 규모는 진정으로 역사적인 도약이었다”고 강조했다. 이렇게 두 탐사 로버는 목표를 달성했을 뿐 아니라, 더 큰 탐사선의 개발과 탐사를 위한 길을 열었다. 이러한 임무를 통해 얻은 경험을 통해 특수 소프트웨어 및 탐색용 3D 고글 사용을 포함하여 화성 지형을 탐색하는 기술도 향상되었다. JPL의 전 프로젝트 과학자인 매트 골롬벡은 “쌍둥이 탐사 로버는 한때 습한 시기의 초기 화성이 존재했다는 것을 최초로 증명했다”며 “그들은 큐리오시티와 퍼서비어런스 같은 보다 업그레이드된 탐사 로버를 통해 화성의 과거에 대해 더 많은 것을 배울 수 있는 길을 열어주었다”며 의미를 정리했다.

아폴로 11호가 최초로 지구 이외의 천체인 달에 착륙한 것이 1969년이니까, 인류의 우주 탐사도 어언 반세기를 넘어선 셈이다. 인류가 외계 생명체에 대해 구체적으로 관심을 기울이기 시작한 것은 20세기 후반 들어 미국의 아폴로 시리즈 등으로 본격적인 우주 진출에 나선 직후부터였다. 지금은 화성에까지 착륙선을 보내고 있는 인류의 우주 탐사에서 최대 목표로 삼고 있는 것은 바로 외계 생명체의 발견이다. 그러나 아직까지 지구 외의 천체에서는 아메바 한 마리도 발견하지 못한 것이 우주 탐사의 현주소다. 관측 가능한 우주에만도 수천억 개의 은하들이 존재한다. 또 은하마다 수천억 개의 별들이 있으니, 생명이 서식할 수 있는 행성의 수는 그야말로 수십, 수백조 개가 있을 거란 계산이 금방 나온다. 외계문명에 대한 언급으로는 이탈리아의 천재 물리학자인 엔리코 페르미가 제안한 ‘페르미 역설’이 유명하다. 우주의 나이와 크기에 비추어볼 때 외계인들이 존재할 것이라는 가정하에 방정식을 만든 결과, 그는 무려 100만 개의 문명이 우주에 존재해야 한다는 계산서를 내놓았다. “그런데 수많은 외계문명이 존재한다면 어째서 인류 앞에 외계인이 나타나지 않았는가? 대체 그들은 어디 있는 거야?“라는 질문을 페르미가 던졌는데, 이를 ‘페르미의 역설’이라 한다. 이 역설은 아직까지 풀리지 않고 있다. 페르미의 역설과 밀접한 관계가 있는 방정식이 또 하나 1960년대에 나타났는데, 미국 천문학자 프랭크 드레이크가 만든 ‘드레이크 방정식’이다. 우주의 크기와 별들의 수에 매혹된 드레이크는 우리은하에 존재하는 별 중 행성을 가지고 있는 별의 수를 어림잡고, 거기서 생명체를 가지고 있는 행성의 비율을 추산한 다음, 다시 생명이 고등생명으로 진화할 수 있는 환경을 가진 행성의 수로 환산하는 식을 만들었다. 그 결과, 우리와 교신할 수 있는 외계의 지성체 수를 계산하는 다음과 같은 방정식이 만들어졌다. ‘N=R*·fp·ne·fl·fi·fc·L’ N은 우리은하 속에서 탐지 가능한 고도문명의 수, R*은 지적 생명이 발달하는 데 적합한 환경을 가진 항성이 태어날 비율, fp는 그 항성이 행성계를 가질 비율, ne는 그 행성계가 생명에 적합한 환경의 행성을 가질 비율, fl은 그 행성에서 생명이 발생할 확률, fi는 그 생명이 지성의 단계로까지 진화할 확률, fc는 그 지적 생명체가 다른 천체와 교신할 수 있는 기술문명을 발달시킬 확률, L은 그러한 문명이 탐사 가능한 상태로 존재하는 시간.　 이 식에 기초해 드레이크 자신이 예측하는 우리은하 내 문명의 수는 약 1만 개에서 수백만 개에 이른다. 드레이크는 이에 그치지 않고, 전파망원경을 이용해 외계로부터의 신호를 찾기 위해 가까이 있는 두 별의 주변에서 오는 신호를 찾는 시도를 한 것이 공식적인 외계 지적 생명체 탐사, 곧 SETI의 출발점이 되었다. 우리은하에만도 슈퍼지구가 3억 개 인류는 지난 100년간 놀라운 발전을 이루었다. 그러나 이 기간은 우주의 나이 138억 년에 비하면 그야말로 눈 깜짝할 찰나에 지나지 않는다. 그렇다고 우리가 미래에 다른 별을 방문하는 상상을 할 수 없는 것은 아니다. 우주에는 우리 외에도 다른 문명이 있을 거라는 데 많은 과학자들은 동의하고 있다. 우리은하에만도 슈퍼지구가 3억 개나 되는데도 우리는 왜 외계인들을 한번도 본 적이 없는가? 그 이유로 항성 간 거리가 너무나 멀기 때문에 어떤 문명도 그만한 거리를 여행할 수 있는 기술을 확보하지 못한 거라고 과학자들은 생각하고 있다. 인류의 현재 기술수준으로는 이 거리의 장벽을 넘을 수가 없다. 예컨대, 태양계에서 가장 가까운 4.2광년 떨어진 프록시마 센타우리 별까지 가는 데만도 지금 로켓 속도로는 10만 년 가까이 걸린다. 만약 우리가 광속으로 날리는 로켓을 개발했다고 쳐도 우리은하를 가로지르는 데만도 10만 년이 걸린다. 하지만 이 은하도 우주 속에서는 한 개의 조약돌에 지나지 않는다. 이 모든 상황을 감안해볼 때 우리가 다른 행성으로 가서 산다는 것은 거의 불가능한 일일 것으로 보인다. 이것이 바로 외계인을 만날 수 없는 가장 근본적인 장애이다. 장애의 또 하나는 통신수단의 문제이다. 비록 외계 문명이 존재한다 하더라도 그들과 교신하기에는 우리의 통신수단이 너무나 원시적이라 소통불능일지도 모른다는 사실이다. 그리고 외계인들이 신호를 보내온다 하더라도 우리 기술로는 그것을 포착하지 못할 수도 있다는 것이다. 외계 생명체의 단골 메뉴 UFO 정말 있나? 여론조사에 의하면, 미국인의 거의 절반이 외계인이 과거나 근래에 지구를 방문한 것으로 믿고 있다고 한다. 그리고 그 비율은 갈수록 높아지고 있는 추세다. 일반적으로 과학자들은 이러한 믿음이 실제 과학적인 근거를 갖지 못한 것으로 보고 일축한다. 하지만 그들은 지적 외계인의 존재를 부정하지 않는다. 그러나 그들은 다른 항성계의 지성체들이 우리를 방문했다는 증거에 높은 기준을 설정했다. 칼 세이건이 일찌기 언명했듯이 ”특별한 주장에는 특별한 증거가 필요“하기 때문이다. UFO 목격은 오랜 역사를 가지고 있다. UFO는 글자 그대로 ‘미확인 비행체’라는 뜻으로, 그 이상도 이하도 아니다. UFO에 대한 미 공군의 연구는 1940년대부터 계속되고 있다. 1947년 미국 뉴멕시코 주 로스웰에서 UFO에 관련된 ‘그라운드 제로’가 발생했다. 로스웰 사건은 군용 고고도 감시용 풍선의 추락을 많은 사람들이 목격함으로써 빚어진 것인데, 미군은 지금까지 일관되게 로스웰 사건이 외계인 관련 사건이 아니며, 군에서 운용하던 감시용 기구가 추락한 사건이라고 확인해주고 있다. 그러나 로스웰 사건은 아직도 현재 진행형이다. 모든 정황으로 미루어볼 때 로스웰 사건 역시 흔한 음모론 중 하나일 뿐이며, 이 가짜 뉴스가 끈질기게 확대재생산되는 이면에는 책 판매와 관광수입을 노리는 일부의 비즈니스가 작동하고 있다는 게 전문가들이 대체적인 시각이다. 또한 대부분의 UFO는 미국 사람들 앞에 나타나는 현상이다. 아시아와 아프리카는 인구가 많음에도 불구하고 UFO 목격자가 거의 없다는 것이 흥미로운 점이며, 또 희한하게도 캐나다와 멕시코 국경에서 딱 멈춘다는 게 놀라운 일이다. 대부분의 UFO 목격은 대체로 평범한 천문적인 현상으로 설명된다. 절반 이상이 유성이나 화구(火球·큰 불덩어리 운석)이거나, 워낙 밝은 금성 때문에 일어나는 소동이다. 이러한 밝은 ‘천체‘는 천문학자에게 친숙하지만 일반인의 의식에는 익숙하지 않기 때문이다. UFO는 현대인의 신화이자 종교UFO의 목격 보고는 약 10년 전에 정점에 도달했다. UFO를 본 적이 있다고 말하는 많은 사람들은 개를 데리고 산책하거나 담배 피우는 사람들이다. 왜 그럴까? 그들이 가장 많이 바깥에 있기 때문이다. 술에 거나해서 휴식을 취하는 저녁 시간, 특히 금요일에 UFO 목격이 급증한다. 외계인에 의한 납치와 외계인이 만든 미스터리 서클에 대한 설명을 포함하여 지금까지의 UFO는 음모론의 일종에 지나지 않는다. 우수한 기술을 가진 지적인 존재가 지구 밭의 밀을 누르기 위해 수조 마일을 여행할 것이라고 당신은 믿을 수 있는가? UFO는 하나의 문화적 현상으로 간주하는 것이 적절하리라 본다. 노스캐롤라이나 대학의 다이아나 파술카 교수는 신화와 종교는 인간이 상상할 수 없는 경험을 다루는 수단이라고 지적한다. 이런 시각에서 볼 때 UFO는 일종의 새로운 미국 종교라고 본다. 젊은 성인을 대상으로 한 연구에 따르면, UFO의 신념은 조현형 성격, 사회적 불안, 편집증적인 생각 및 일시적인 정신병에 대한 경향과 관련이 있음이 밝혀졌다. 만약 당신이 UFO를 믿는다면, 자신이 어떤 편집적 신념을 갖고 있지 않는지 살펴볼 필요가 있다. 전 NASA 직원 제임스 오버그 같은 사람들은 수십 년에 걸친 UFO 목격담을 끈질기게 추적해 진상을 파헤쳤다. 그러나 어떤 과학적 증거도 발견할 수 없었다. 그래서 대부분의 천문학자들은 외계인 방문에 대한 가설을 믿을 수 없는 것으로 치부하고, 지구 너머 외계 생명체에 대한 과학적 탐구에 에너지를 집중하고 있다. 우리는 우주에서 혼자인가? UFO가 인기있는 대중문화로 자리잡는 동안 과학자들은 UFO가 제기한 큰 질문, 곧 우주에서 ’우리는 혼자인가?‘에 답하려 노력하고 있다. 지금까지 천문학자들은 다른 별을 공전하는 4000개 이상의 외계행성을 찾아냈다. 이 수는 2년마다 두 배씩 증가하고 있다. 이들 외계행성 중 일부는 지구와 질량이 비슷하고 모성에서 적당한 거리에 있어 표면에 물이 있기 때문에 거주 가능한 것으로 간주된다. 이 거주 가능한 행성들 중 가장 가까운 행성은 우리 우주의 ’뒤뜰‘에서 20광년도 안되는 거리에 있다. 이 슈퍼지구들은 생명체가 발현하고 지성체와 문명이 출현하는 데 충분한 시간인 수십억 년 전에 형성된 것들이다. 천문학자들은 지구 너머의 생명체가 있다고 확신한다. “우주는 분명 생물학적 성분이 넘치고 있다”고 천문학자이자 외계행성 일급 사냥꾼인 제프 마시는 단언한다. 생명체에 적합한 조건을 가진 지구에서 별에서 별로 호핑하는 지적 외계인에 이르기까지 많은 단계가 있지만, 천문학자들은 드레이크 방정식을 사용하여 우리은하의 외계 문명 수를 추정한다. 비록 드레이크 방정식에는 많은 불확실성이 있지만 최근 외계행성 발견에 비추어 해석하면 우리가 유일한 또는 최초의 진보된 문명 일 가능성이 거의 없는 것으로 과학자들은 보고 있다. 지적인 외계인이 존재하더라도 우리가 그들을 찾지 못하거나 그들이 우리를 찾지 못할 여러 가지 이유가 있다. 우주의 시간이 너무나 장구하며 그 공간이 너무나 광대하기 때문이다. 장구한 우주의 시간과 거대한 우주의 크기가 견고한 장벽이 되어 우리를 외부 세계와 격리해놓고 있는 것이다. 그러나 과학자들은 외계인의 존재를 부정하지는 않는다. 다만 그들은 보다 확실한 과학적인 증거를 요구하고 있는 것이다. 우리 인류가 비록 은하의 시간 척도로 볼 때 극히 짧은 시간대에 존재하고 있지만, 만약 우리가 우주 속에서 홀로라면 우주 속에서 차지하는 우리의 진정한 위치를 탐구하기 위해 우리의 노력을 멈추지 말아야 하며, 다른 세계로 진출하기 위한 진보를 계속해야 할 것이다. 마지막으로 칼 세이건의 유명한 격언을 내려놓는다. “열린 마음을 유지하는 것은 가치 있는 일이지만 너무 많이 마음을 열면 머리가 빠진다.” 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

벌써 새해 첫 달의 절반이 지났다. 3차원 물리 시공간에서 균일하게 연속으로 흘러가는 시간을 일정한 단위로 나눈 달력은 위대한 발명품이다. 덕분에 우리는 새해 전후로 지난 일을 돌아보고 새로운 다짐을 할 수 있다. 2023년에는 달 탐사가 주목할 만했다. 한국의 다누리호는 2022년 12월 26일 달궤도 진입에 성공했고, 달궤도를 계속 돌면서 관측 결과를 보내왔다. 그중에는 달의 뒷면 지형 사진과 얼음이 있다고 알려진 에르미트 A분화구 사진 등이 있다. 눈앞에 있는 장소인 듯 생생한 이미지다. 일본, 러시아, 인도도 달 탐사를 추진했다. 먼저 2023년 4월에 일본의 민간기업 아이스페이스는 달 착륙 탐사로봇 하쿠토-R을 발사했으나 실패했다. 그 후 러시아가 47년 만에 달착륙선 루나 25호를 발사했는데, 8월 20일 착륙에 실패했다. 이와 달리 3일 뒤인 8월 23일 인도의 찬드라얀 3호는 달의 남극에 착륙하는 데 성공했고, 달 남극의 표면 온도를 직접 측정하는 등 성과를 올렸다. 그러나 9월 3일부터 14일간 이어진 영하 100도의 밤을 이겨 내지 못하고 교신 불능 상태가 됐다. 인도우주연구기구(ISRO)는 이 사실을 보고하면서 찬드라얀 3호가 “인도의 달 대사로 영원히 머물 것”이라는 멋진 말을 남겼다. 한국의 달착륙선 개발 사업은 작년 말에 확정됐다. 10년간 약 5300억원을 지원하고 2032년 발사를 목표로 한다. 최근 달 탐사가 활발해진 건 달에 대한 지식이 쌓였고 우주기술이 크게 발전한 덕분이다. 과학자들은 우주여행과 우주 이용, 예를 들어 화성 방문과 정착을 위한 우주기지의 입지로서 달을 기대한다. 또한 달의 희귀 자원 활용을 기대한다. 물론 달 탐사를 위한 개발 과정에서 정보통신, 정밀제어, 소재, 기계 등 관련된 여러 분야의 기술이 발전하겠지만 그것은 부차적 성과다. 화성으로 가는 중간 기착지로서 달이라는 목표는 천문학적인 연구비가 드는 거대과학의 목표라기엔 낭만적이고 문화적 상상력 충만하다. 이처럼 달 탐사는 거대과학이면서 동시에 과학문화 성격을 가진다. 대중들은 이미 달에 문화적으로 접근하는 데 익숙하다. 사람들은 달을 노래하고, 세계관의 구성 요소로서 상징성을 부여하고, 인간의 우주 활동 무대로 상상했다. 달에 대한 과학 지식이 늘어나도 이러한 문화적 접근은 방해받지 않는다. 예를 들어 달의 땅을 돈 주고 사는 사람들이 있다. 루나 엠버시라는 사이트에서 달의 땅을 팔고, 땅을 산 사람에게 증명서와 땅의 위치 정보를 제공한다. 황당해 보이는 이 사업은 성공을 거뒀다. 구매 후기에 따르면 저기 어디쯤 내 땅이 있겠거니 하면서 달을 보는 즐거움이 있다고 한다. 달 탐사 프로젝트 홍보도 대중의 달에 대한 문화적 상상과 함께 가야 한다. 관심을 가지고 지지하는 대중은 거대과학의 든든한 후원자이기 때문이다. 이번에 카이스트 미술관과 협력해 전시회 방식으로 다누리호의 성과를 공개하는 것은 참 좋은 시도다. 서울 이외 지역으로의 전시회 확대 등 달 탐사에 대한 문화적 시도를 다양하게 하면서 2032년까지 기대감을 키워 가야 할 것이다.

화성은 춥고 건조한 사막 행성이다. 큐리오시티나 퍼서비어런스 로버가 보내온 사진의 첫인상은 지구의 사막과 흡사하다는 것이다. 아무런 생명체도 보이지 않는 암석과 모래, 그리고 희박한 공기가 지배하는 땅이 바로 화성이다. 하지만 과학자들은 화성의 지형을 자세히 분석해 여러 가지 놀라운 사실들을 밝혀냈다. 그중 하나는 고대 화성에 있는 거대 화산 지형이다. 화성은 지구보다 작으므로 방사성 동위원소의 붕괴에서 나오는 열에너지도 작을 수밖에 없다. 따라서 화성에서는 지구 같은 판구조와 움직이는 대륙, 그리고 현재도 화산재와 용암을 뿜는 활화산을 볼 수 없다. 그러나 아이러니하게도 태양계 최대 화산인 올림푸스산은 화성에 존재한다. 대륙이 이동하지 않기 때문에 한 장소에서 오랜 세월 용암을 분출하면서 높이가 27km나 높아진 경우다. 그리고 현재 화성에 용암을 내뿜는 활화산이 없다는 점을 생각하면 의외이지만, 사실 막대한 용암이 분출한 용암 대지들도 적지 않다. 다만 이런 활발한 지질 활동은 내부가 빨리 식으면서 줄어들고 현재는 조용한 행성이 되었다는 것이 일반적인 시각이다. 미국 애리조나 대학 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 화성탐사선 MRO가 보내온 상세한 지형 데이터와 마스 글로벌 서베이어가 보내온 지표 투과 레이더 데이터를 종합해 화성 역사에서 비교적 최근인 1억 2000만 년 사이에 용암 분출이 이뤄진 지역을 조사했다.연구팀은 40곳에서 화산 활동의 증거를 확인했는데, 그 가운데 가장 큰 규모의 용암 지형은 엘리시움 평야(Elysium Planitia) 남쪽의 아사바스카 계곡에서 이뤄진 것으로 나타났다. 이 지역의 용암 분출 규모는 4000㎦ 수준으로 지구 기준으로 봐도 적지 않은 양이다. 물론 한 번에 이만큼의 용암이 분출한 것은 아니고 여러 차례 분출이 누적된 결과인데, 분석 결과 가장 최근 분출은 불과 100만 년 정도밖에 되지 않은 것으로 나타났다. 만약 이 분석이 옳다면 화성은 생각보다 많은 내부 에너지를 지니고 있을 뿐 아니라 현재는 다소 쉬고 있지만, 앞으로 다시 화산 활동을 일으키면서 용암을 분출할 가능성이 있는 셈이다. 과학자들은 화산 활동 시 나오는 열에너지가 차가운 지표 아래에서 열과 화학 에너지를 공급할 수 있다는 점에 주목하고 있다. 생명체 존재 가능성을 시사하는 부분이기 때문이다. 다만 이 주장을 검증하기 위해서 지상 탐사와 지진파 연구 같은 후속 연구가 필요하다. 앞으로 연구 결과가 주목된다.

지난 28일로 임무운영 1주년을 맞이한 한국 첫 달 궤도선(KPLO) ‘다누리’가 그동안 작업한 달 전체지도와 우라늄 원소지도를 공개했다. 사업착수 당시 계획했던 1년간의 달 탐사 임무를 성공적으로 완수한 다누리는 앞으로 2년 동안 임무를 계속 수행하며 추가로 달 관측을 통해 달 표면 영상을 획득할 계획이다.지난해 12월 27일 달 임무궤도 진입에 성공한 다누리는 약 1개월에 걸친 시운전운영을 통해 올해 2월 4일 정상임무운영에 착수했으며, 6개의 탑재체로 달 탐사 임무를 수행 중이다. 지난 1년 동안 다누리는 여러 달 표면 사진과 감마선 및 자기장 관측 데이터 등을 안정적으로 보내와 사업착수 당시 계획했던 1년간의 달 탐사 임무를 성공적으로 완수했다.과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 ‘다누리 임무운영 성공 및 다누리의 스펙타클 365 전(展) 개최 기념행사’에서 이 같은 다누리의 주요 성과를 발표했다. 이날 행사에서 기념사를 한 이상률 한국항공우주연구원 원장은 “1년간 달 탐사를 성공적으로 수행한 다누리는 현재 예산으로는 2년 더 달탐사 임무를 수행하면서 달 착륙 후보지를 계속 촬영하고 탑재체 등의 보관과 관측을 위한 추가 검증 시험을 실시하게 된다”면서 “2031년 달 착륙이 목표이며, 달 착륙을 넘어 화성과 소행성 탐사까지 성공해 우리나라가 우주탐사국가로 달려나갈 수 있도록 매진하겠다”고 밝혔다.

2년 전 크리스마스날 천문학자들과 우주 마니아들은 30년을 기다려온 큰 선물을 받았다. 이는 별과 은하를 탐사하기 위한 세계 최대이자 최고가인 제임스웹 우주망원경(JWST)의 발사였다. 무려 10조 원이 투입된 웹은 기대에 어긋나지 않게 올해도 숨막힐 듯 아름답고, 과학적으로 가치 있는 우주 이미지를 전해왔다. 우주에 대한 우리의 이해를 바꿔놓은 JWST이 2023년 발견한 '12장면'을 정리했다.  1. 제임스웹이 잡아낸 태양계의 새로운 모습들 JWST는 우주 최초의 별과 은하를 보는 것이지만 태양계의 새로운 이미지들도 선사했다. JWST는 지난 10월 폭이 4800㎞가 넘는 목성의 거대한 고속 제트기류가 시속 515㎞로 이동하는 모습을 보여줬다. 지난 6월에는 목성의 얼음 위성 유로파의 염분 액체 바다에서 처음으로 이산화탄소를 확인했다. 또한 가스 행성인 토성의 섬세한 고리 시스템을 비롯해 146개의 달 중 3개를 포착한 이 이미지는 토성에 대한 새로운 시각을 제공했다. NASA에 따르면 JWST의 적외선 눈을 통해 본 토성은 섬뜩할 정도로 어둡다. 이 파장에서 메탄가스가 대기에 떨어지는 햇빛을 거의 모두 흡수하기 때문이다.  또 천왕성의 가장 밝은 위성과 13개의 먼지 고리 중 11개의 이미지도 포착했다.    2.  생명체에 필요한 분자가 풍부한 가까운 외계행성 가설 뒷받침  JWST는 지난 9월 지구에서 120광년 떨어진 차가운 별을 돌고 있는 'K2-18 b'라는 외계행성의 대기에서 메탄과 이산화탄소를 발견했다. 태양계에서 꽤 가까운 이 외계행성은 지구보다 크지만 태양계의 거대 행성보다는 작다.  과거 허블 우주망원경으로 관측할 당시에 K2-18 b는 지각 아래 액체 물로 이루어진 바다가 있으며, 수소가 풍부한 대기가 있는 미니 해왕성급 외계행성인 '하이션(Hycean) 행성'일 수 있는 것으로 나타났다. JWST의 최근 관찰 결과는 풍부한 메탄과 이산화탄소에 대한 증거를 증명했고, 암모니아는 거의 없다는 가설을 뒷받침했다.  캠브리지 대학 천문학자 사바스 콘스탄티노는 "이는 K2-18 b에 대한 단 두 차례의 관측에서 나온 것이며, 앞으로 더 많은 관찰이 진행될 예정"이라면서 "우리의 연구가 웹이 생명체 서식 가능 외계행성에 대한 초기 시연에 불과하다는 것을 의미한다"고 덧붙였다.    3.  지금까지 관측된 최소 천체를 발견 JWST는 지난 2월  화성과 목성 사이의 소행성대에 묻혀 있는 작은 소행성을 예상치 못하게 발견했다.  그 지역에 있는 대부분 천체들은 미국 워싱턴 기념비(높이 169.29m)만 한 우주 암석들로 태양계 형성의 잔재로 추정된다. 이는 태양계 진화에 관한 흥미로운 역사를 간직하고 있다.    4.  원시 우주에서 거대하고 신비한 은하 발견 지난 2월 과학자들은 빅뱅 이후 불과 5억~7억년 후 우주 풍경을 담은 JWST의 우주 이미지에서 우리 은하만큼 거대한 새로운 은하를 발견했다. 기존 이론과 모델에 따르면 JWST가 발견한 은하는 과학자들의 예상치보다 크며, 그 안에 있는 성숙한 붉은 별은 나이가 무척 오래된 항성들이다.  펜 스테이트 대학의 천문학자 조엘 레자는 "이것은 초기 은하 형성의 전체 그림에 의문을 제기한다"고 말했다. 5.  우주의 팽창 속도에 대한 격렬한 논쟁 우주가 점점 더 빠른 속도로 팽창하고 있다는 것을 알려져 있지만 얼마나 빠른지는 정확히 알려지지 않았다. 이는 우주의 팽창률을 추정하는 데 중요한 값인 허블 상수의 정확한 값을 결정하는 것을 뜻하는데, 아직까지 논쟁이 계속되고 있다. 올해 JWST는 세페이드 변광성으로 알려진 종류의 별을 관찰했다. 이 별은 일반적으로 태양보다 약 10만배 더 밝은 별로 우주 거리를 측정하고, 우주의 팽창 속도를 알아내는 데 있어 매우 신뢰할 수 있는 자료다. 그러나 JWST의 새로운 데이터는 논쟁을 해결하기 보다는 허블 상수에 대한 논쟁을 더욱 격화시켰다.  존스홉킨스 대학의 천문학자이자 노벨상 수상자인 아담 리스는 “허블 상수의 값이 어떻게 나오든 상관하지 않는다”면서 "나는 우리가 가진 최고의 도구, 즉 표준 도구가 서로 일치하지 않는 이유를 이해하고 싶다"고 밝혔다.    6. 최초의 초거대 블랙홀 관측 올해 JWST는 천문학자들이 최초의 초거대 블랙홀 중 하나가 출현했다고 생각하는 두 개의 초기 은하에서 별빛을 볼 수 있도록 도왔다. JWST는 우주의 나이가 10억년 미만이었을 때의 은하계를 관찰해 시간이 지남에 따라 블랙홀이 어떻게 태양의 수백만 또는 수십억 배에 달하는 아마무시한 질량을 갖게 되는지를 보여주었다. 7. 원시 은하의 복잡한 유기분자 발견  지난 6월 천문학자들은 JWST가 우주 나이가 현재 나이의 10%에 불과했던 120억년 전 우주에서 지구상의 석유나 석탄 매장지에서 발견된 것과 유사한 탄소 기반 분자를 발견했다고 밝혔다. 우주에서는 이런 분자가 아주 작은 먼지 알갱이와 결합하는데, 지금껏 망원경의 한계로 인해 이를 발견하기 어려웠다. 그러나 텍사스 A&M 대학의 천문학자 저스틴 스필커는 "웹을 사용하면 유기분자를 쉽게 찾을 수 있을 것으로 보인다"고 말했다.    8. 우주 탄생 후 가장 초기의 '메이지 은하' 발견 지난해 여름 JWST는 메이지 은하로 알려진 흐릿한 주황색 덩어리를 촬영했다. 천문학자들은 이것이 지금까지 발견된 가장 초기의 은하 중 하나라고 발표했다. 이 은하는 우주의 나이가 고작 3억 9000만년이었을 때 존재했던 것으로 보이며, 이는 지금까지 발견된 4개 은하 가운데 가장 초기 은하로 추정하고 있다.  지난해 발견된 메이지 은하계는 높은 별 형성률을 가지고 있다. 그것을 발견한 사람의 9살짜리 딸의 이름을 따서 '메이지 은하'라는 이름이 붙었다. 오스틴에 있는 텍사스 대학의 천문학자인 스티븐 핀켈스타인은 "이것은 우리가 JWST로 은하계를 찾아보기 전까지 은하계가 어떻게 형성되었는지, 어떻게 생겼는지 전혀 알 수 없었던 미지의 개척지였다"고 밝혔다. 9. 가장 먼 거리의 초대질량 블랙홀 발견 천문학자들은 지난 7월 JWST가 지금까지 본 것 중 가장 멀리 떨어져 있는 활동성 초대질량 블랙홀을 발견했다고 발표했다. 이 블랙홀의 모은하는 빅뱅 이후 불과 5억 7000만년 후에 형성됐다. 그러나 이 고대 블랙홀은 질량이 태양의 900만 배에 불과할 정도로 매우 작다. 일반적으로 대부분의 블랙홀은 태양 질량의 10억 개가 넘는 무게를 가지고 있다. 연구진은 “우주가 시작된 직후에 그것이 어떻게 형성되었는지 설명하는 것은 여전히 쉽지 않다”고 말했다.    10. 원시 우주의 유령 은하 발견 먼지 구름 깊숙한 곳에 묻혀 있는 흐릿한 은하를 잡은 JWST 이미지는 최근 천문학자들의 관심을 끌었다. 부분적으로는 최초의 별이 나타난 빅뱅 이후 불과 9억 년 후에 나타난 것으로 보이기 때문이다.  텍사스 대학 오스틴 캠퍼스의 천문학자인 제드 맥키니는 "이는 아직 우리가 발견하지 못하고 있는 은하계가 엄청나게 많을 것이라는 사실을 말해주는 것"이라고 말했다.11. 전설적인 3개의 '다크 스타' 발견 천문학자들은 지난 7월 JWST가 그레이트풀 데드의 노래 '다크 스타'에 나온 '어두운 별'로 추정되는 세 개의 밝은 천체를 발견했다고 보고했다. 그 '별들'은 원래 지난해 JWST에 의해 은하로 지정된 것이었다.  텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 물리학 교수인 캐서린 프리스는 “제임스 웹 데이터를 보면 이러한 천체에 대해 두 가지 경쟁 가능성이 있다는 것을 알 수 있다”면서 "하나는 수백만 개의 평범한 종족 III 별을 포함하는 은하계라는 것이고, 다른 하나는 그들이 어두운 별이라는 것이다. 그리고 믿기 어렵지만, 어두운 별 하나가 은하계 전체와 맞먹을 만한 밝기의 빛을 가지고 있다"고 말했다.  천문학자들은 이러한 유형의 별들이 우리 우주 물질의 85%를 구성하지만, 우리 눈에는 보이지 않는 암흑물질에 의해 구동된다고 생각한다. 만약 '어두운 별'이 정말로 존재한다면 그들의 존재는 JWST가 관찰한 것처럼 아주 어린 우주가 어떻게 그렇게 많은 큰 은하들을 생성하도록 성장했는지에 대한 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것이라고 연구자들은 말한다. 12.  우리 은하와 비슷하게 보이는 놀라운 초기 은하들 은하 진화 이론은 우리 우주에서 가장 초기의 은하가 너무 어려서 나선 팔이나 막대 또는 고리와 같은 특징을 만들어내지 못했을 것으로 예측됐다. 천문학자들은 이러한 복잡한 구조가 빅뱅 이후 약 60억년 후에 나타나기 시작했을 것으로 생각해왔다. 그러나 올해 JWST는 이처럼 섬세한 특징을 가진 은하가 빅뱅 이후 37억 년 만에 존재할 수 있다는 사실을 발견했다. 영국 맨체스터 대학 천문학 교수인 크리스토퍼 콘셀리스는 "우리의 관측 결과를 바탕으로 천문학자들은 최초의 은하 형성과 지난 100억 년 동안 은하의 진화가 어떻게 일어났는지에 대한 우리의 이론을 재고해야 할 것"이라고 말했다.

“여자답지도 않고, 그렇다고 남자도 아닌” 여성 행성 과학자의 성장기를 담은 회고록이다. 두껍기 이를 데 없는 우주 천문 분야의 유리천장을 뚫고 젊은 여성 리더로 우뚝 서는 과정이 담겼다. 지난 10월 미국 항공우주국(NASA)은 화성과 목성 사이의 소행성대에 있는 소행성 ‘16 프시케’로 무인탐사선을 쏘아 올렸다. 1조원이 넘는 ‘프시케 프로젝트’가 시작된 것. 지구의 핵과 가까운 금속인 철과 니켈로 구성된, 태양계에서 가장 신비한 소행성인 프시케를 탐사하는 것이 이 프로젝트의 목표다. 탐사선 ‘프시케’는 지구로 귀환할 수 없다. 목적지가 지구와 태양 거리보다 세 배나 먼 곳에 있는 소행성이라서다. 지구 탄생의 비밀을 밝히려는 이 담대한 시도를 이끄는 이가 바로 미국에서 스타 행성 과학자로 떠오른 저자다. 물론 과정이 순탄하지는 않았다. 그가 과학자, 리더로 나아가는 길목에는 늘 가능성을 제한하는 세상의 말이 끼어들었다. 소녀 시절 선생님은 걸핏하면 “너는 MIT(매사추세츠공과대)에 들어갈 수 없다”고 했다. 우주를 향한 모험에 초대받지 못하는 게 어리거나 공부를 못해서가 아니라 여자라서였다는 걸 알게 된 건 세월이 꽤 흐른 뒤였다. MIT에 들어가서는 “여학생들은 배려받아 MIT에 입학한 것”이라는 말을 들었다. 지질 구조를 조사하는 여러 차례의 국내외 탐사에서도 그만두고 집으로 돌아가라는 말을 들었다. 그의 회고처럼 그야말로 “연장을 들고 짐을 옮기고 의견을 내는 모든 순간이 작은 도전”이었다. 여성이 리더의 자리에 설 수 있냐는 의심 어린 시선도 내내 뒤따랐다. 그때마다 그는 질문했다. “할 수 없다”는 말에 “왜”라는 질문을 던졌다. 질문으로 낡은 오해를 논박하고, 관행을 바꾸고, 학계의 연구 모델을 바꿔 나갔다. 그는 그 과정을 이렇게 설명한다. “변화는 질문에서 시작된다”고. 탐사선 프시케는 4년여의 시간 동안 26억㎞를 날아 소행성 프시케에 도착할 예정이다. 궁금하다. 그때 그가 세상에 뭘 선물할지 말이다.

화성의 고대 호수 바닥에서 생명체 흔적을 찾고있는 미 항공우주국(NASA)의 탐사로보 ‘퍼서비어런스’(Perseverance)가 화성에서의 1000일을 맞았다. 지난 13일(현지시간) NASA는 퍼서비어런스가 화성 도착 1000솔(SOL·화성의 하루 단위. 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)을 맞았다며 그간의 성과를 자축했다. NASA 측은 퍼서비어런스의 입을 빌어 소셜미디어 X에 "화성에서 1000일을 완료했다. 내 작업은 아직 끝나지 않았다"고 적었다. 발사에서 화성 착륙까지 퍼서비어런스는 지난 2020년 7월 30일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지에서 아틀라스-5 로켓에 실려 발사됐다. 이후 204일 동안 약 4억 6800만㎞를 비행한 퍼서비어런스는 이듬해인 2021년 2월 18일 화성의 고대 삼각주로 추정되는 예제로 크레이터에 안착했다.착륙 과정도 드라마틱했다. 당시 퍼서비어런스는 착륙선에 실려 약 140㎞ 상공에서 화성 대기에 진입해 엄혹한 대기를 뚫고 착륙하는 ‘공포의 7분’을 견뎌냈다. 탐사 로버의 화성 대기권 진입·하강·착륙(EDL) 과정은 비행 중 가장 까다롭고 위험도가 높아 ‘공포의 7분’으로 불린다. 퍼서비어런스의 임무와 성과 역사상 기술적으로 가장 진보한 탐사로보로 평가받고 있는 퍼서비어런스는 각종 센서와 마이크, 레이저, 드릴 등 고성능 장비가 장착됐으며, 카메라는 19대가 달렸다. 퍼서비어런스의 주요임무는 화성에서 고대 생명체의 흔적을 찾는 것과 인류 최초의 화성 샘플 반환을 위한 자료를 수집하는 것이다.　　실제로 퍼서비어런스는 예제로 크레이터 바닥에서 조사한 일부 암석에서 탄소 함유 유기화학 물질을 발견했으며 화성 대기의 이산화탄소에서 로켓 연료로 활용할 수 있는 산소를 추출하는 시험을 성공하기도 했다. 특히 최근까지 퍼서비어런스는 젊은 화성 암석 샘플 23개를 수집해 튜브에 봉인해뒀다. NASA와 유럽우주국(ESA)은 이 샘플을 오는 2033년까지 지구로 반환하는 작업을 진행 중에 있다.이외 임무 중 대중의 관심을 가장 끈 것은 사상 최초로 지구 밖 행성에서 소형 헬기인 인저뉴어티를 띄우는 동력비행에 성공한 것이다. 퍼서비어런스에 실려 화성에 도착한 인저뉴어티는 지난 2021년 4월 19일 역사상 최초로 40초 동안 3m까지 상승했다가 착륙해 첫 시험비행에 성공했다. 이후 줄기차게 화성에서의 비행을 이어간 인저뉴어티는 지금까지 총 62차례나 비행에 성공하며 타행성에서 헬기 탐사의 새 지평을 열었다.

20세기 중반 미국과 구소련이 달 탐사에 경쟁적으로 나섰다. 이후 한동안 달 탐사에 관해 관심이 없다가 2010년대부터 미국과 러시아뿐만 아니라 많은 나라가 달과 화성 등 지구와 가까운 행성과 위성에 대한 탐사를 활발히 벌이고 있다. 이에 학자들은 인간의 달 탐사가 더 잦아질수록 달 환경이 극단적인 방식으로 변화될 것이라고 우려를 표하고 나섰다. 미국 캔자스대, 캔자스 지질조사국, 노스캐롤라이나주립대 인류학자와 지질학자로 구성된 연구팀은 ‘달 인류세’를 선언해 인간이 달 환경을 변화시키는 주요 요인이 됐다는 것을 인정해야 한다고 9일 밝혔다. 이 같은 주장은 지질학 분야 국제학술지 ‘네이처 지구과학’ 12월 8일자에 실렸다. 인류는 1959년 9월 13일 소련 무인 우주선 ‘루나 2호’가 달 표면에 착륙하면서 수 십 억년 동안 안정적이던 달 표면을 교란했다. 이후 수십 년 동안 많은 유인, 무인 우주선이 달 표면에 착륙하거나 추락했다. 연구팀은 달의 인류세는 1959년 루나 2호로 시작됐다고 주장했다. 이후 달 탐사 과정에서 우주선 부품, 인간 배설물 봉투들, 과학 장비, 각종 쓰레기가 달 표면에 버려졌다. 연구팀에 따르면 달은 인류의 영향을 거의 받지 않는 환경이라는 생각을 불식시키기 위해서라도 ‘달 인류세’ 선언이 필요하다. 이들은 앞으로 세계 각국이 계획하고 있는 달 탐사 임무들은 달의 모습을 극단적인 방식으로 변화시킬 것이라고 예측했다.보통 달의 표토(regolith)는 운석 충돌 같은 대형 사건이 발생할 경우 이동한다. 그렇지만 탐사선, 착륙선, 우주인 등 움직임이 달의 표토 이동을 부추기고 있는 것으로 분석됐다. 이 때문에 연구팀은 최근 치열한 우주 경쟁 환경을 고려한다면 50년 뒤 달의 지형은 완전히 달라질 것이라고 예측했다. 달 인류세 선언을 통해 지속 가능하고 달의 환경을 파괴하지 않는 방향으로 탐사가 이뤄지도록 해야 한다고 연구팀은 조언했다. 연구를 이끈 칼 웨그만 노스캐롤라이나주립대 해양·지구·대기과학과 교수는 “지구에서는 인류세가 과거 어느 시점에서 시작됐다는 데 의견이 일치하고 있지만, 달에서도 인류가 영향을 미치고 있는가에 대해서는 여전히 의견이 분분한 상황”이라고 말했다. 웨그만 교수는 “인간의 활동으로 인해 달이 영향을 받는다고 말할 수 있는 시점이 되면 이미 달 환경은 치명적으로 망가졌을 때가 될 것”이라고 경고했다.

미 항공우주국(NASA)에서 공개한 새로운 비디오는 화성탐사로버 퍼서비어런스가 예제로 크레이터로 알려진 고대의 호수바닥에서 가장 젊은 암석 샘플을 채취해낸 장면을 보여주고 있다. 예제로는 고대 화성의 말라버린 호수 바닥으로, 화성에 한때 생명체가 존재했다면 그 흔적이 남아 있을 유력한 장소로 간주되어왔다. 퍼서비어런스가 화성 지표에 착륙한 이래 이곳에서 가장 집중적인 탐사를 벌였던 것도 이런 이유 때문이었다. 현재까지 퍼서비어런스는 튜브에 봉인된 화성 암석 샘플 23개를 수집했다. 과학자들은 NASA와 유럽우주국(ESA)이 고안한 화성 샘플 반환 캠페인의 일환으로 이 샘플들을 지구로 반환하는 작업을 진행 중에 있다. 이 비디오는 퍼서비어런스가 ‘파일럿 마운틴’이라는 21번째 샘플을 시청자에게 소개한다 NASA 측은 이 샘플이 지금까지 수집한 것 중 가장 나이가 젊은 보존 물질일 것으로 믿고 있다. 지질학자인 사만다 기스트는 동영상에서 “이것은 내가 가장 좋아하는 암석인데, 그 이유는 예제로 크레이터의 서안에서 보존된 가장 최근 물질을 대표한다고 생각하기 때문”이라고 밝혔다.이어 “화성은 지구와 마찬가지로 시간이 지남에 따라 진화하고 변화하는 환경을 갖고 있기 때문에 다양한 연령대의 암석을 비교하는 것이 중요하다"면서 "예제로에서 가장 젊은 샘플 중 하나를 입수한다면 행성의 상황이 어떻게 변화해왔는지 확인할 수 있다”고 덧붙였다. 이처럼 샘플이 지구로 돌아오면 화성의 지질학적 비밀을 밝혀낼 수 있을 뿐만 아니라, 한때 지구처럼 물이 넘쳤던 화성이 어떤 과정을 거쳐 지금처럼 건조한 행성으로 변하게 되었는지를 밝혀주는 열쇠가 될지도 모른다고 과학자들은 생각하고 있다. 이 샘플에는 어쩌면 한때 화성에 존재했던 고대 미생물의 흔적이 포함되어 있을 가능성도 배제할 수 없다. 만약 그렇다면 이 발견은 인류의 우주탐사 역사상 최고의 빅뉴스가 될 것이다. 이런 이유로 관련 과학자들은 화성 샘플의 무사 귀환에 총력을 집중하고 있다.

2015년 화성 탐사 얘기를 담은 영화 ‘마션’이 화제가 됐었다. 화성에 홀로 남겨진 채 1년 넘게 살아야 했던 한 식물학자의 생존기를 다룬 영화다. 지구로부터 약 2억㎞ 떨어진 화성에 대한 일반인들의 큰 관심을 받는 데 성공했다. ‘마션’뿐만 아니라 2013년 개봉됐던 ‘그래비티’와 그 이듬해 나온 ‘인터스텔라’ 등 우주탐사를 소재로 한 영화들이 엄청난 관객을 모았다. 그만큼 미지의 세계인 우주와 ‘제2의 지구’에 대한 호기심, 인류 생존에 대한 사람들의 열망이 크다는 방증이 아닐까 싶다. 특히 지구에서 가까운 달과 화성 탐사를 위한 경쟁이 치열해지고 있다. 미국과 러시아, 중국 등 여러 나라에서 지난 10여년간 화성에 무인 탐사선을 보냈고, 미국은 이제 화성에 사람을 보내기 위한 프로젝트를 진행 중이다. 하지만 이를 실현하기 위해선 과학적으로 넘어야 할 산이 여전히 많다. 우선 화성까지 사람과 화물을 실어 나를 거대한 우주선을 지구 밖까지 쏘아 올릴 수 있는 강력한 로켓을 개발해야 한다. 또한 최소 7개월이 걸리는 화성까지 가는 동안 무중력 상태에서 우주의 각종 위험을 이겨 낼 수 있는 우주선도 필요하다. 화성 착륙과 착륙 후 생존, 그리고 이륙 뒤 지구로 귀환하는 데 필요한 기술도 극복해야 한다. 스페이스X가 그제 화성 여행을 목표로 개발 중인 역대 최강 우주발사체 ‘스타십’ 2차 시험발사를 진행했다. 궤도 비행엔 실패했지만 지난 4월 1차 발사 때 이루지 못했던 2단 로켓 분리에 성공해 진일보한 성과를 냈다는 평가다. 스타십은 추력 7500t의 1단 로켓 ‘슈퍼헤비’와 로켓과 우주선을 겸하는 ‘스타십’으로 이뤄져 있다. 추력 7500t은 150t의 화물을 지구 저궤도에 올려놓을 수 있을 만큼 강력하다. 우리가 자체 개발해 쏘아 올린 ‘누리호’의 1단 로켓 추력이 300t임을 감안하면 그 힘이 어느 정도인지 짐작할 수 있다. 일론 머스크는 스타십 완성도를 높여 내년에는 우주 궤도로 쏘아 올릴 수 있을 것으로 자신한다. 먼저 달에 진출한 뒤 2029년 인간이 화성에 첫발을 딛는 게 목표다. 2050년까지 화성에 100만명 규모의 도시를 세운다는 계획도 있다. SF영화에서나 볼 수 있었던 인류의 화성 여행이 한 걸음씩 현실로 다가오는 느낌이다.

일론 머스크 미국 테슬라 최고경영자(CEO)가 이끄는 민간 우주기업 스페이스X가 화성·달 탐사용 대형 우주선 ‘스타십’의 두 번째 시험비행을 17일(현지시간) 시도한다. 미국 연방항공국(FAA)은 15일 “승인에 필요한 안전, 환경, 재정적 책임 등 모든 요구 사항을 충족시켰다”고 스페이스X에 대한 최종 승인을 확인했다. 스타십 발사는 미국 중부시간 오전 7시(한국시간 오후 10시)부터 텍사스주 남부 보카치카 해변의 우주발사시설 ‘스타베이스’에서 진행된다. 발사 과정은 이륙 30분 전부터 스페이스X 홈페이지를 통해 생중계된다. 다만 날씨와 기타 조건에 따라 달라질 수 있다. 스페이스X는 올 4월 20일 스타십의 지구궤도 시험비행을 처음으로 시도했으나 발사 후 하단의 슈퍼헤비 로켓과 분리되지 못하고 약 4분 만에 공중에서 폭발했다. 파편은 인근 갯벌과 텍사스 주립공원 등 발사장 주변에 광범위한 피해를 남겨 FAA의 고강 조사까지 받았다. 이후 스페이스X는 FAA가 지시한 63가지 시정 조치를 이행하는 한편 여러 개선사항을 적용했다. 스타십은 스페이스X가 달과 화성에 사람과 화물을 보낸다는 목표로 2018년부터 개발해 온 우주선이다. 총길이 120m에 이르는 역대 최대 규모다. 탑재 중량은 150t이고 100명 정도 탑승할 수 있는 것으로 알려졌다. 추력도 7590tf(톤포스·1tf는 1t 중량을 밀어 올리는 힘)로 역사상 가장 강력하다. 추진체인 슈퍼헤비는 액체 메탄과 액체 산소를 다단연소 방식으로 뿜어내는 ‘랩터 엔진’ 33개를 활용한다. 머스크 CEO는 최근 언론 인터뷰에서 “첫 시험비행 실패 이후 우주선 가동 방식 등 1000여 가지 요소를 바꿨다”며 “우리는 가능한 한 빨리 화성에 가려고 노력하고 있다”고 말했다.

중국 중국과학기술대(USTC), 선전 고등기술연구원, 허베이 심(深)우주탐사 실험실, 베이징 기술연구원 공동 연구팀은 로봇 인공지능(AI) 화학자를 이용해 화성에서 채취한 운석으로 산소를 만드는 방법을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 ‘네이처 합성’ 11월 14일자에 실렸다. 화성 유인 탐사를 위해서는 발사체 추진체와 생명 유지 시스템에 사용할 수 있는 산소가 필수적이다. 연구팀은 화성에 있는 물질로 산소를 생산할 수 있는 로봇 AI 화학자를 개발했다. 연구팀은 로봇 AI 화학자로 화성에 존재하는 물질을 크게 다섯 종류로 나눴다. 그다음 화성 운석을 화합물과 촉매로 변환한 다음 산소를 만들 수 있다는 것을 시뮬레이션으로 확인했다.

중국 중국과학기술대(USTC), 선전 고등기술연구원, 허베이 심(深)우주탐사 실험실, 베이징 기술연구원 공동 연구팀은 로봇 인공지능(AI) 화학자를 이용해 화성에서 채취한 운석으로 산소를 만드는 방법을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 ‘네이처 합성’ 11월 14일자에 실렸다. 화성 유인 탐사를 위해서는 발사체 추진체와 생명 유지 시스템에 사용할 수 있는 산소가 필수적이다. 연구팀은 화성에 있는 물질로 산소를 생산할 수 있는 로봇 AI 화학자를 개발했다. 연구팀은 로봇 AI 화학자로 화성에 존재하는 물질을 크게 다섯 종류로 나눴다. 그다음 화성 운석을 화합물과 촉매로 변환한 다음 산소를 만들 수 있다는 것을 시뮬레이션으로 확인했다.

인류가 화성에 이주해 정착하겠다는 꿈은 실현될 수 있을까. 결코 쉽지 않은 도전임이 틀림없다. 마스원 벤처스는 2013년 화성에 영구적으로 정착할 신청자를 모집해 많은 화제가 됐다. 2023년까지 60억 달러를 들여 4명의 우주인을 화성에 보내고, 이후 2년마다 4명씩 총 24명을 화성에 정착시킨다는 거대한 프로젝트다. 무려 20만명이나 신청했다. 하지만 마스원은 천문학적인 비용을 동원할 투자자를 찾지 못해 2019년 1월 파산했다. 야심차게 출발했던 화성 이주 프로젝트도 대국민 사기극으로 결론 났다. 인류 최초의 화성 탐사는 1960년 구소련이 화성 탐사선인 ‘마스닉 1호’를 발사하면서부터다. 이후 60여년간 총 54번에 걸쳐 화성 탐사선이 발사됐으나, 임무 성공은 20여 차례에 그친다. 화성 표면 착륙에 성공한 나라는 미국과 구소련뿐이다. 유인 화성 탐사를 위해서는 현지에 인프라도 구축해야 하는데 쉽지 않은 일이다. 화성의 대기는 이산화탄소가 96%이고, 기압도 지구의 1000분의7 수준이다. 기온은 겨울철에 영하 160도까지 내려가서 인류가 거주할 수 있는 환경이 아니다. 우주기업 스페이스X의 최고경영자(CEO) 일론 머스크는 20여 년간 화성 이주를 꿈꿔 왔다. 머스크는 2016년 화성 이주 프로젝트를 처음으로 공개했다. 대형 우주선 ‘스타십’을 만들어 100명의 인원과 화물을 화성에 보낸다는 계획을 발표했다. 궁극적으로는 2050년까지 100만명을 화성에 이주시킨다는 목표였다. 2021년 5월엔 스타십이 네 번의 실패 끝에 시험비행 및 착륙에 성공해 화성 이주의 꿈에 한발 다가섰다는 평가를 받기도 했다. 하지만 최근 스페이스X의 심각한 안전 문제가 공개되면서 논란에 휩싸였다. 지난 10일(현지시간) 로이터통신은 스페이스X가 근로자 안전 규정과 표준 관행을 무시해 막대한 대가를 치르고 있다고 보도했다. 2014년 이후 최소 600건 이상의 부상 사례가 있었다. 100명 이상이 상처나 열상을 입었고, 29명은 골절 또는 탈골됐다. 17명은 손가락이 으스러졌다. 머리 부상도 9명에 달한다. 스페이스X의 전현직 직원들은 머스크의 공격적인 프로젝트 마감 시한에 쫓겨 일어난 일이라고 입을 모았다. 화성으로 가는 길이 결코 쉽지 않아 보인다.

미 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 ‘루시'(Lucy)가 포착한 첫번째 소행성이 알고보니 작은 달을 가지고 있는 것으로 드러났다. 최근 NASA 측은 탐사선 루시가 소행성 '딘키네쉬'(Dinkinesh)를 촬영하는 과정에서 그 주위를 도는 초미니 위성을 포착했다고 밝혔다. 앞서 지난 1일(현지시간) 루시는 지구에서 약 4억 8000만㎞ 떨어진 화성과 목성 사이 소행성대에 위치한 소행성 딘키네쉬를 근접비행하며 스쳐갔다. 당시 루시의 속도는 시속 1만 6000㎞로, 딘키네쉬와의 거리는 불과 430㎞ 정도였다.2년 전 발사된 루시가 처음으로 조우한 딘키네쉬는 지름이 불과 790m의 작은 소행성이다. 딘키네쉬는 일반적인 소행성처럼 표면이 울퉁불퉁한 천체지만 놀랍게도 작은 달을 거느리고 있는 것이 이번 탐사 결과 확인된 것. 지름이 약 220m 정도인 이 '미니 문'은 그간 강력한 천체망원경으로도 존재가 확인되지 못했을 만큼 매우 작은 크기다. NASA 고다드 우주비행센터 루시 프로젝트 키스 놀 연구원은 "우리가 지금까지 가까이서 본 것 중 가장 작은 소행성일 것"이라면서 "어떤 면에서 소행성 디디모스(Didymos)와 위성 디모르포스(Dimorphos)와 유사해보이지만 아직 연구해야 할 차이점이 보인다"고 설명했다. 　한편 루시는 한 번에 여러 개의 소행성을 탐사하기 위해 지난 2021년 10월 16일 발사됐다. 루시는 12년에 걸친 긴 여행 동안 총 64억㎞를 비행하며 주 소행성대와 목성의 트로이 소행성을 관측한다. 참고로 목성과 같은 궤도에서 태양을 공전하는 L4 트로이 소행성을 관측한 후 다시 태양계를 가로질러 L5 트로이 소행성을 관측할 예정이다. 

태양계 세 번째 행성 지구의 유일한 위성 ‘달’은 인류의 탄생과 함께 신비의 대상이었다. 1969년 인류가 처음 달에 발을 내디딘 이후 달은 신화와 전설의 영역에서 과학의 대상이 됐지만 여전히 비밀에 싸여 있다. 달은 화성 크기의 원시행성이 지구와 부딪치며 파괴되면서 튀어나온 파편들이 뭉쳐져 형성된 것으로 알려졌다. 이 때문에 달의 정확한 나이는 여전히 파악되지 않고 있다. 과학자들이 다양한 방법으로 달의 나이를 추정하고 있지만 들쭉날쭉하다. 이런 상황에서 최근 인류가 달에서 가져온 운석 결정을 정밀 분석한 결과 달이 그동안 생각했던 것보다 4000만 년 더 오래됐다는 연구 결과가 나왔다. 영국 글래스고대, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 노스웨스턴대, 시카고 필즈박물관, 시카고대 공동 연구팀은 달의 마그마 바다가 식은 후 생긴 결정을 분석한 결과 달은 최소한 44억 6000만 년 전에 형성됐다고 밝혔다. 이는 지금까지 알려진 달 생성 시점보다 약 4000만년 더 오래된 것이다. 이번 연구 결과는 지질학 분야 국제학술지 ‘지오케미컬 퍼스펙티브 레터스’(Geochemical Perspectives Letters) 10월 23일자에 실렸다. 연구팀은 1972년 미국 아폴로 17호가 마지막 달 탐사 임무에서 가져온 달 운석과 먼지 시료를 정밀 분석했다. 마그마 바다가 식은 뒤 형성된 지르콘 결정에 주목했다. 지르콘 결정 내 우라늄과 납의 동위원소 비율을 살펴보기 위해서다.이를 위해 연구팀은 집속 이온 빔 현미경을 이용해 결정의 원자를 미세하게 증발시킨 뒤 질량 분석기로 성분과 연대를 측정하는 원자 탐사 단층 촬영법을 활용했다. 이전에도 달의 연대 측정이 있었지만 원자 탐사 단층 촬영법으로 연대측정은 이번 연구가 처음이다. 지르콘 결정 내 동위원소들의 비율을 분석한 결과 결정 형성 시기는 약 44억 6000만년 전으로 나타났다. 연구를 이끈 필립 헥 시카고대 교수는 “이번 연구로 달의 연대측정이 더 정확해질 것으로 기대한다”라면서 “달은 지구에서 아직 풀리지 않은 문제들의 답을 제시해줄 수 있는 힌트인 만큼 이번 연구로 지구의 역사를 더 정확히 알 수 있게 될 것”이라고 말했다.

지구에서 평균 거리 38만 4400㎞, 지구 크기의 4분의1, 지구 질량의 81분의1. ‘바람이 서늘도 한’ 맑은 가을밤 뜰 앞에서 고개를 들면 토끼와 계수나무가 있을 것만 같은 ‘달’이다. 태양계 세 번째 행성 지구의 유일한 위성인 달은 인류의 시작부터 동경의 대상이었다. 동서양의 많은 전설과 신화 속 주인공으로 등장했고 문학작품이나 영화 속 소재로 다뤄졌다. 1969년 7월 20일 미국 아폴로 11호가 인류 최초로 달 착륙에 성공하면서 달은 신화와 문학 속 미지의 장소가 아닌 과학의 영역이 됐다. 이후 1972년 12월 7일 아폴로 17호의 달 착륙을 마지막으로 달에 관한 관심은 시들해졌다. 그러다가 최근 우주 선진국을 중심으로 달은 화성과 함께 인류가 거주할 수 있는 ‘제2의 지구’로 다시 주목받고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 달 표면에 인간이 상주할 수 있도록 하는 ‘우주 기지’ 건설 계획을 추진하고 있으며 유럽우주국(ESA)도 인간이 거주할 수 있는 ‘달 도시’ 계획을 공개했다. 그렇지만 달에 사람이 살기 위해서는 해결해야 할 문제가 적지 않다. 우선 ‘물’을 확보해야 한다. 식수로는 물론 작물 재배, 전력 공급에 필요한 연료전지로 활용될 수 있기 때문이다. 이와 함께 해결해야 할 또 하나의 문제는 달 탐사선이 뜨고 내릴 수 있는 착륙장과 운송을 위한 도로 같은 인프라 구축이다. 중력이 지구보다 낮은 달에서는 흙먼지가 일어나면 가라앉지 않고 계속 떠다니면서 각종 장비에 손상을 줄 수 있다. 원활한 이동과 물류 운송을 위해서는 도로 건설도 중요하다. 인프라 구축을 위한 자재를 지구에서 가지고 가는 것은 큰 비용이 들기 때문에 최대한 현지에서 조달할 수 있는 재료를 써야 한다. 이에 독일 알렌대 기계·재료공학과, 알렌 재료연구소, 연방 재료연구·시험연구소(BAM), 벨트라움 재료물리연구소, 클라우스탈공과대, ESA 공동 연구팀은 달의 토양을 녹여 포장도로와 착륙장을 만들 수 있는 방법을 찾았다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10월 13일자에 실렸다. 연구팀은 태양 복사에너지로 달의 흙과 돌을 녹여 시멘트나 아스팔트처럼 단단한 물질로 만드는 시뮬레이션을 했다. 이를 위해 ESA에서 달 환경 실험을 위해 개발한 달 표토와 비슷한 인공 토양 EAC-1A를 태양광 에너지를 대신한 이산화탄소 레이저로 녹여 굳히는 실험을 했다. 그 결과 지름 45㎜의 레이저 빔을 사용해 흙을 녹인 뒤 굳혀서 삼각형 모양의 작은 도로를 만드는 데 성공했다. 연구팀의 계산에 따르면 달에서는 레이저 대신 약 2.37㎡ 크기의 태양광 집광렌즈를 사용하면 된다. 렌즈는 지구에서 운반해 가야 하겠지만 모든 재료와 장비를 싣고 가서 조립하는 것보다 훨씬 저렴하다는 설명이다. 연구를 이끈 미란다 파테리 독일 알렌대 교수는 “달에서 사람이 거주하기 위해서는 달에 있는 자원들로만 의식주 문제를 해결할 수 있어야 한다”면서 “이번 연구는 ‘개념 증명’ 수준으로 추가 연구가 필요하겠지만 실제로도 충분히 활용할 수 있는 수준”이라고 말했다. 그런가 하면 이탈리아, 영국, 칠레, 프랑스 공동 연구팀은 목성 같은 거대 행성을 태양계 근처에서 흔히 발견할 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 10월 18일자에 발표했다. 이 연구 결과는 태양계와 비슷한 항성계가 우리 예상보다 더 많아 지구와 같은 행성도 훨씬 많을 것이라는 점을 의미한다고 연구팀은 설명했다.