지난 12일 밤부터 13일 새벽까지 150여개의 페르세우스 유성우(별똥별)가 떨어지는 장관을 볼 수 있다는 소식에 많은 사람이 뜬눈으로 밤을 새웠다. 그렇지만 빛공해가 심한 도심에서 별똥별을 기다렸던 사람들은 기대만큼 실망감도 컸다. 유성우는 혜성이나 소행성의 찌꺼기들이 비처럼 떨어지는 현상이다. 태양을 중심으로 타원형 궤도를 그리며 도는 혜성이나 소행성은 지구 안쪽 궤도를 지나갈 때 많은 물질을 남긴다. 암석이나 금속성 부스러기인 이 물질들은 지구 중력에 이끌려 초속 10~70㎞의 속도로 대기권으로 진입한 뒤 대기와의 마찰로 타오르면서 100㎞ 상공부터 빛을 내기 시작한다. 일반 유성보다 훨씬 밝은 빛을 내는 유성을 ‘화구’(fireball)라고 한다. 대기 중에서 큰 소리를 내면서 폭발하거나 완전히 타지 않고 지상에 떨어져 운석이 되기도 한다. 2013년 2월 15일 러시아 첼랴빈스크 인근에 떨어진 ‘첼랴빈스크 유성’은 지름 19m 크기로 수많은 건물을 부수고 1500명의 부상자를 내기도 했다. ●운석 충돌하면 지구 전체에 산성비 유성도 이 정도의 피해를 가져오는데 소행성이나 혜성이 지구로 날아든다면 어떻게 될까. 1994년 7월 중순 슈메이커레비9 혜성이 목성과 충돌했다. 목성의 중력권에 들기 전 여러 조각으로 나뉘어 떨어졌는데도 가장 큰 것의 위력이 TNT 600만 메가톤(Mt)급에 이르렀다. 지구에 있는 모든 나라의 폭탄을 동시에 폭파시킨 것의 600배 이상에 해당된다. 충돌 후 화구는 목성 상공 3000㎞까지 솟아올라 소형 망원경으로도 관측이 가능했을 정도였다. 목성에 떨어진 규모로 혜성이 지구와 충돌할 경우 현재 지구에 살고 있는 모든 생물이 절멸한다. 혜성이나 소행성의 충돌이 지구에 미칠 수 있는 대표적인 영향은 충격파, 해일, 전자기적 변화, 대기 중으로의 물질 유입 등이지만, 충돌 결과는 소행성의 크기와 충돌 속도에 따라 복잡한 형태로 나타난다. 소행성의 대기권 진입 속도는 초속 15~30㎞, 혜성은 초속 75㎞ 정도로 대기권에서 강력한 충격파가 발생해 천체와 주변 대기를 고온으로 가열시켜 공중 폭발을 일으키고 순간적으로 엄청난 에너지가 방출돼 광범위한 지역을 초토화시킬 수 있다. 바다에 떨어질 경우는 바다 깊숙이 크레이터(충돌 구덩이)를 만들고, 이 크레이터가 빠른 속도로 주변의 바닷물로 채워지면서 해수면의 급격한 하강과 함께 지진해일(쓰나미)을 일으킬 것으로 예상된다. 지름 400m의 천체가 태평양이나 대서양에 떨어질 경우 인접한 모든 해안에 10m 높이의 쓰나미를 일으킨다는 연구 결과도 나와 있다. 전자기 교란은 천체의 충돌로 강력한 에너지를 발생시켜 이온층을 교란시킴으로써 각종 전자 장비와 관련한 시설에 심각한 타격을 입히게 된다. 운석이 충돌하면 대기도 변화시킨다. 운석 충돌로 발생하는 엄청난 열로 인해 대기 중의 산소와 질소가 연소되면서 질산화물이 만들어진다. 이 대기 중의 질산화물은 산성비로 이어지고, 결국 수증기와 이산화탄소가 급증하면서 짧은 기간 동안 온실효과가 발생한다. 지구와 충돌할 수 있는 혜성은 태양계 최외곽부에 자리잡고 있는 오르트 구름대나 카이퍼 벨트에 있는 것들로 얼음과 먼지 덩어리로 이뤄져 있는 평균 지름 10㎞ 안팎이다. ●소행성 파괴·궤도 변경 기술은 없어 소행성은 목성 궤도나 목성과 화성 사이 소행성대라고 불리는 곳에 주로 존재하며 고유한 궤도를 갖고 태양 주위를 공전하는데 행성의 중력이나 소행성들 간 궤도가 변하는 경우가 많다. 특히 지구 주변엔 현재 수많은 소행성이 날아다니고 있는데 국제천문연맹에 등록된 지구와 충돌 가능성이 높은 근지구소행성(NEAs)만 9400여개로 알려져 있다. 과학자들은 지름 400m짜리 소행성 하나가 30년 내에 지구에 근접할 것으로 예상하고 있다. 미국 항공우주국(NASA)이 다음달 8일 소행성 ‘베누’를 탐사하기 위한 무인 탐사선 ‘오리시스렉스’를 발사하는 것도 이 때문이다. 40억년 전 만들어진 소행성인 베누는 150년 주기로 지구에 근접하는데 과학자들이 계산한 지구와의 충돌 확률은 2700분의1이다. 오리시스렉스는 베누에서 샘플을 채취해 2023년 지구로 귀환할 예정이다. 전문가들은 “현대 과학이 소행성의 비밀에 대해 많은 것을 밝혀내기는 했으나 아직까지는 영화에서처럼 소행성의 궤도를 바꾸거나 파괴하는 기술은 없다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주를 떠도는 소행성에서 광물자원을 캐오는 영화같은 일이 현실로 성큼 다가왔다. 최근 미국의 우주 벤처기업 ‘딥 스페이스 인더스트리’(Deep Space Industries·이하 DSI)는 오는 2020년까지 지구에 근접하는 소행성을 향해 소형 우주선을 발사할 것이라고 밝혔다. '프로스펙터 원'(Prospector-1)이라는 이름이 붙은 이 우주선은 50kg의 소형으로, 주 임무는 소행성에 묻혀있는 광물 탐사다. 곧 해당 소행성이 '돈 좀 되는지' 알아보는 것이 임무로 조사결과 경제성이 높다고 판단되면 향후 DSI는 이곳에 다시 '광부 우주선'을 보내게 된다. 우주에서 광물을 캐오는 것은 마치 할리우드 SF 영화에서나 볼 수 있을 법한 이야기지만 이제는 ‘우주판 골드러시’가 예고되는 상황이다. 소행성 자원 개발에 가장 앞서 있는 회사들은 역시 미국 기업들이다. 대표적인 회사로는 4년 전 영화 ‘아바타’의 제임스 카메론 감독과 구글 공동대표인 래리 페이지와 에릭 슈미츠 등이 힘을 합쳐 만든 회사 ‘플래니터리 리소시스’(Planetary Resources·이하 PR)다. 이 회사는 소행성에서 백금 등 천연자원을 캐내 지구의 자산을 늘리겠다며 설립됐으며 소행성 탐사 위성을 발사할 계획도 갖고있다. 특히 룩셈부르크 정부는 지난 2월 DSI와 PR 등 미국의 우주 자원개발 업들과 함께 이 프로젝트를 추진할 계획을 밝혀 화제가 된 바 있다.　 한 나라까지 직접 '우주 광부'로 나서는 이유는 소행성이 갖는 경제적 가치 때문이다. 지난해 7월 소행성 하나가 지구와 약 240만 km 정도 떨어진 거리를 두고 2년 후를 기약하며 순식간에 지나쳤다. 지구와 충돌할 가능성도 없는 이 소행성에 세간의 관심이 쏠린 이유는 이곳에 묻힌 백금만 1억톤 가량으로 현재 시세로 치면 무려 5조 4000억 달러(약 5957조원)에 달하기 때문이다. 특히나 놀라운 점은 2011 UW158처럼 지구를 스쳐가는 ‘금 덩어리’들이 우주에 하나 둘이 아니라는 사실이다. 한동안 잠잠했던 DSI는 이번에 소행성 탐사에 대한 청사진을 공개하고 본격적으로 팔소매를 걷어붙였다. 공개된 계획을 보면 프로스펙터 원이 가장 먼저 찾아낼 소행성 자원은 바로 물이다. 물론 지구에 '소행성수(水)'를 들여오기 위한 목적은 아니다. 물은 프로스펙터 원 추진체의 연료 역할을 한다. 곧 물있는 소행성은 프로스펙터 원의 '주유소' 역할을 하는 셈. DSI 공동 창업자인 릭 투밀슨은 "프로스펙터 원은 상업적 목적의 행성간 미션을 가진 첫번째 우주선일 뿐 아니라 새로운 사업의 이정표가 될 것"이라면서 "한계가 없는 경제적 팽창의 시대를 앞당길 것"이라고 밝혔다. 이어 "탐사 대상이 될 소행성은 지구와 화성 사이에 있는 1만 2000개의 소행성군 중 채산성이 가장 높은 곳이 될 것"이라면서 "프로스펙터 원은 목적지에 도착해 향후 채굴에 필요한 정보를 모두 보내올 것"이라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

주기적으로 지구를 스쳐가는 소행성을 향해 곧 인류의 탐사선의 발사된다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 오는 8일(현지시간) 소행성 베누(Bennu)를 향해 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-Rex)가 발사된다고 발표했다. 화성과 목성사이 소행성 벨트에 위치한 베누는 492m의 지름을 가진 비교적 큰 소행성이다. 태양계의 수많은 소행성 중 베누에 관심이 쏠리는 것은 정기적으로 지구를 근접해 지나치기 때문이다. 6년 간격으로 지구를 찾아오는 베누는 지난 2013년 2월에도 초당 7.8㎞의 속도로 지구에서 약 3만 5000㎞ 떨어진 거리를 지나쳐갔으며 지금 경로가 거듭된다면 언제가는 지구와 충돌할 가능성도 존재한다. 탐사선 오시리스-렉스의 향후 미션 계획은 이렇다. 먼저 오는 8일 오시리스-렉스가 발사되면 2년 후인 2018년 8월 목적지 베누에 도착한다. 이후 탐사선은 60~400g의 흙 등 표면의 샘플을 수집한 후 2023년 지구로 귀환한다. 　 오시리스-렉스 미션 수석연구원 단테 로레타 박사는 "베누는 태양계 생성의 비밀을 담은 타임캡슐 같은 천체"라면서 "탐사선이 수집해 올 샘플에는 '인간이 어디에서 왔는지'와 같은 근원적인 질문에 대한 답을 가지고 있을 수 있다"고 설명했다. 　 NASA 측은 또한 베누에 철, 니켈, 기타 금속 등 이른바 돈이 되는 자원이 풍부할 것으로 추정하고 있다. 곧 태양계에 대한 근원적인 질문과 돈되는 자원, 여기에 지구를 위협하는 소행성이라는 점이 탐사 가치를 높이는 셈이다. 로레타 박사는 "베누가 지구와 충돌할 가능성은 2700분의 1 수준으로 2175년, 2196년까지 이뤄지지 않을 것"이라면서 "만약 베누가 지구를 위협할 시기가 오면 미래의 과학기술로 충분히 파괴할 수 있을 것"이라고 말했다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

주기적으로 지구를 스쳐가는 소행성을 향해 곧 인류의 탐사선의 발사된다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 오는 8일(현지시간) 소행성 베누(Bennu)를 향해 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-Rex)가 발사된다고 발표했다. 화성과 목성사이 소행성 벨트에 위치한 베누는 492m의 지름을 가진 비교적 큰 소행성이다. 태양계의 수많은 소행성 중 베누에 관심이 쏠리는 것은 정기적으로 지구를 근접해 지나치기 때문이다. 6년 간격으로 지구를 찾아오는 베누는 지난 2013년 2월에도 초당 7.8㎞의 속도로 지구에서 약 3만 5000㎞ 떨어진 거리를 지나쳐갔으며 지금 경로가 거듭된다면 언제가는 지구와 충돌할 가능성도 존재한다. 탐사선 오시리스-렉스의 향후 미션 계획은 이렇다. 먼저 오는 8일 오시리스-렉스가 발사되면 2년 후인 2018년 8월 목적지 베누에 도착한다. 이후 탐사선은 60~400g의 흙 등 표면의 샘플을 수집한 후 2023년 지구로 귀환한다. 　 오시리스-렉스 미션 수석연구원 단테 로레타 박사는 "베누는 태양계 생성의 비밀을 담은 타임캡슐 같은 천체"라면서 "탐사선이 수집해 올 샘플에는 '인간이 어디에서 왔는지'와 같은 근원적인 질문에 대한 답을 가지고 있을 수 있다"고 설명했다. 　 NASA 측은 또한 베누에 철, 니켈, 기타 금속 등 이른바 돈이 되는 자원이 풍부할 것으로 추정하고 있다. 곧 태양계에 대한 근원적인 질문과 돈되는 자원, 여기에 지구를 위협하는 소행성이라는 점이 탐사 가치를 높이는 셈이다. 로레타 박사는 "베누가 지구와 충돌할 가능성은 2700분의 1 수준으로 2175년, 2196년까지 이뤄지지 않을 것"이라면서 "만약 베누가 지구를 위협할 시기가 오면 미래의 과학기술로 충분히 파괴할 수 있을 것"이라고 말했다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양 관측 60년의 역사를 자랑하는 미항공우주국(NASA)이 기념비적 '태양 미션'을 공개했다. 우주 전문 사이트 스페이스닷컴의 22일(현지시간) 보도에 따르면 나사는 2018년 솔라 프로브 플러스(Solar Probe Plus)라는 태양 플라스마 관측 탐사선을 발사할 계획이다. 천문학자들은 400년이 넘도록 태양에 대해 연구해 왔지만, 태양에 대해선 밝혀진 것보다는 미스터리에 싸여 있는 게 아직 더 많은 상황이다. 존스홉킨스 응용물리실험실(JHUAPL)에서 제작되고 있는 이 탐사선은 지금까지 인류가 시도한 어떤 탐사선보다 태양에 가까이(590만km) 접근해 코로나를 구성하는 플라스마가 어떻게 그처럼 막대한 에너지를 얻는지 조사할 예정이다. JHUAPL은 2008년 1월 태양에 탐사선 ‘메신저’를 보냈으며, 이 탐사선은 태양의 두 번째 행성인 금성 부근까지를 비행했다. 이때 사용된 내열 기술을 개선해 이번 태양 탐사선에 적용한다는 계획이다. 소형 자동차 크기의 솔라 프로브 플러스는 지구를 떠난 후 몇 년 동안 흥미진진한 볼거리를 제공할 것으로 알려졌다. 먼저 2018년에서 2024년 사이에 금성을 적어도 7차례(!) 플라이바이(flybys)할 예정인데, 이는 금성의 중력보조를 받아 탐사선의 속도를 높이기 위한 것이다. 이 플라이바이가 없으면 태양에 충분히 가까이 접근할 수가 없다. 탐사선은 태양에 접근해서는 태양 대기의 외부층과 그 바깥을 둘러싼 코로나에 뛰어들 계획이다. 물론 그 동안에도 탐사선이 아무것도 안 하는 것은 아니다. 보너스로 금성에 대한 탐사활동을 벌일 예정이다. 솔라 프로브 플러스는 태양의 590만㎞ 가까이까지 접근할 수 있다. 이 정도 거리라면 지구에서보다 태양이 25배나 크게 보인다. 따라서 2의 25제곱 배의 태양열을 받기 때문에 강력한 탄소복합 재료로 만든 열 차단막으로 탐사선을 보호해야 한다. 이 탐사선을 이용할 경우 태양에 관한 세 가지 큰 의문점에 대한 해답을 얻을 것으로 우주물리학자들은 기대하고 있다. 바로 코로나(태양 대기의 가장 바깥층)의 ‘이상고온’과 태양풍의 가속에 관한 것이다. 그리고 미스터리에 싸인 태양 장기장의 움직임에 대해서도 원인을 파악할 수 있기를 기대하고 있다. 태양표면 온도는 섭씨 6000도 수준인데도 태양 코로나는 매우 희박한 기체들의 모임이지만 태양 표면 온도의 수십 배가 되는 섭씨 100만 도에 달하는 고온이다. 이를 설명하기 위해 이제까지 여러 가지 이론들이 등장했지만, 확실히 검증된 이론은 아직까지 없는 실정이다. 솔라 프로브 플러스가 반드시 해결해야 할 미션이다. 연구진은 우주선이 590만㎞까지 접근하는 것은 사실상 태양의 코로나 안으로 진입하는 것이라고 보고 있다. 우주선은 각종 센서로 주변 성분들을 분석하고 특수영상 장치를 이용해 코로나 모습을 3차원으로 전달해줄 예정이다. 태양 활동은 지구상 인류의 생존과 직결되어 있는 문제이다. 화성에 대기가 희박한 것도 강력한 태양풍에 의해 깎여나간 것으로 과학자들은 보고 있다. 강력한 태양 플레어의 폭발과 태양풍은 지구에 재앙을 가져다줄 수도 있다. 이번 솔라 프로브 플러스 미션이 태양에 대해 보다 많은 진실을 밝혀줄 것이 기대되고 있는 것 그 때문이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

스페이스 미션/크리스 임피·홀리 헨리 지음/김학영 옮김/플루토/724쪽/2만 8000원 2016년 7월 5일 전 세계인의 시선이 우주 너머로 쏠렸다. 미 항공우주국 나사가 쏘아 보낸 탐사위성 주노가 마침내 목성 궤도에 진입했기 때문이다. 2011년 8월 발사된 뒤 약 5년 만이었다. 주노는 앞으로 20개월간 목성 상공을 돌며 태양계에서 가장 큰 행성의 민낯을 들여다보게 된다. 때마침 우리의 과거와 미래를 찾아 떠난 무인 우주탐사선 이야기를 다룬 ‘스페이스 미션’이 출간되어 눈길을 끈다. 저명한 천문학자와 영문학자, 나사가 함께한 우주탐사 역사 기록 프로젝트다. 1957년 옛 소련이 인류 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 쏘아 올린 지 60년, 1969년 아폴로 11호를 타고 날아간 미국의 우주비행사들이 달 표면을 밟은 지 50년 가까이 우주를 향해 인류가 키워 왔던 꿈을 차곡차곡 정리했다. 그중에서도 최초로 화성에 안착한 바이킹, 바이킹의 뒤를 이어 화성을 본격 탐사하게 된 스피릿과 오퍼튜니티, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성을 스쳐지나 태양계 바깥으로 날아간 보이저, 토성과 그 위성을 본격 탐사하는 카시니-하위헌스, 인류의 기원을 알아내기 위해 시속 2만 1000㎞의 혜성 빌트2를 따라갔다가 귀환한 스타더스트 등 11개의 무인우주탐사선을 중점적으로 다룬다. 책 말미에는 앞으로 우리가 혹은, 우리의 자손들이 경험하게 될 차세대 우주 탐사 미션 6개도 다뤄진다. 당장 하나 꼽아 보자면 지구 바깥의 새로운 생명체의 가능성을 찾는 라플라스다. 모든 일이 계획대로 진행될 경우 이르면 2020년 두 개의 우주선 형태로 발사되어 2028년쯤 목성계에 당도하게 될 라플라스는 물의 존재가 거의 확실한 목성의 위성 유로파와 이오, 가니메데와 칼리스토를 조사하게 된다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

먼 우주공간에 무엇이 존재할까 하는 호기심과 상상력에서 우주개발은 시작됐다. 1870년 프랑스 소설가 쥘 베른이 ‘달나라 탐험’을 썼을 때만 해도 사람이 지구 밖으로 나간다는 것은 그저 몽상에 불과했다. 그러나 그의 몽상은 미국의 아폴로 프로젝트로 100년 만에 현실이 됐다. 미국의 아폴로 계획은 냉전기에 상대를 압도하기 위한 전략적 선택이었다고 하지만 그것은 많은 사람들에게 새로운 영감을 불어 넣었다. 대표적인 인물이 아마존의 최고경영자(CEO) 제프 베조스다. 1964년생인 그는 1969년 닐 암스트롱이 달에 발을 딛는 장면을 본 다섯 살 때부터 우주로 나아가는 꿈을 꾸었고 재활용 로켓을 만들어 우주관광 사업을 추진하고 있다. 얼마 전 미국항공우주국(NASA) 목성탐사선 ‘주노’(Juno)가 5년의 비행 끝에 무려 28억㎞나 떨어진 목성 궤도에 진입했다. 아폴로 달 탐사에서 영향을 받은 제프 베조스처럼 주노도 지구상 많은 어린이들과 청소년들의 호기심을 자극하고, 또 한 번 새로운 꿈을 꾸게 해줄 것이다. 암스트롱이 달에 간 그 시절 우리나라는 꿈보다 배고픔 해결이 먼저였다. 어느 정도 먹고살 만해진 뒤에도 더 잘살기 위해 쉼 없이 달렸다. 우리는 선진국이 아이디어를 내서 제품을 개발하면, 낮은 인건비와 품질을 무기로 세계 시장에서 성공을 거뒀다. 이런 추격형 전략은 고속 성장이란 과실로 돌아왔다. 그러나 ‘명’(明)이 있으면 ‘암’(暗)이 있기 마련이다. 고속압축성장은 우리에게 ‘빈곤한 꿈’을 남겼다. 경제적 성장을 누린 대신 아이들의 꿈은 상상력을 발휘할 수 있는 꿈이 아닌, 너무나 현실적인 꿈에 머물게 된 것이다. 한국보건사회연구원 자료를 보더라도 우리 초등학생의 장래희망 1위가 연예인, 2위가 교사라고 한다. 심지어 건물주가 되는 것이 꿈인 아이들도 있었단다. 반면 ‘포브스’지에 실린 미국 어린이들의 장래 희망 1위는 스파이더맨이다. 우리 아이들의 꿈은 현실에서 안정적인 직업인 반면 미국 아이들의 꿈은 실존하지 않는 캐릭터다. 우리는 이제 어떤 꿈이라도 현실로 만들 수 있는 능력을 가진 나라가 됐지만 우리 아이들은 꿈보다 현실을 택하고 있다. 글로벌 시장에서도 추격형 전략은 더이상 통하지 않는다. 더 낮은 인건비와 기술로 무장한 후발 개도국들의 추격은 위협적이다. 이제는 스스로 길을 창조하지 않으면 미래가 불확실하다. 그러기 위해서는 자유롭게 꿈꾸고 상상해야 한다. 베조스나 일론 머스크의 우주 사업도 자유로운 상상과 꿈에서 시작되었고, 그것이 새로운 미래를 열어가고 있다는 점에 주목해야 한다. 베조스가 적자를 내고 있는 우주관광 회사 블루오리진을 계속 운영하는 이유는 ‘신사업에 뛰어들 후배 사업가를 위한 인프라’라고 했다. 머스크의 스페이스X도 ’우주정복‘이라는 막연한 몽상에서 시작됐으나 나사와 계약을 맺고 국제우주정거장에 화물을 실어 나르고 있으며, 수십년간 거의 독과점 형태였던 세계 우주 발사서비스 시장을 뒤흔들었다. 그리고 그는 나사보다 앞서 화성에 사람을 보내는 계획을 실행 중이다. 우리가 추진하고 있는 독자 우주발사체 개발과 달 탐사 같은 우주개발은 기술적인 발전과 함께 아이들에게 꿈을 갖게 할 좋은 기회이자 미래를 여는 열쇠가 될 수 있다. “우주산업의 진정한 자원은 꿈이다”라는 말처럼 우주개발은 우리 아이들에게도 꿈을 주고 상상력을 불어넣을 수 있다. 우주산업은 군사, 안보의 영역을 넘어 고부가가치와 양질의 일자리를 창출할 수 있는 분야다. 글로벌 우주시장은 최근 10여년간 연평균 10% 정도씩 고속 성장하고 있지만 여전히 무한한 잠재력을 가졌다. 우주는 무한한 상상력과 영감은 물론이고 새로운 산업의 토대가 되며, 지금은 미처 생각지 못하는 미래 산업과 연결, 확장될 수 있다.

지구가 아닌 다른 행성에서는 어떤 소리가 날까. 2021년이 되면 귀가 달린 화성 탐사선이 화성에서 나는 소리들을 지구로 전송해 생생한 화성 표면의 소리를 들을 수 있을 것으로 보인다. 미국항공우주국(NASA)은 지난 15일 홈페이지를 통해 2020년 발사될 예정인 새로운 화성 탐사로버 ‘마스 2020’(Mars 2020)의 최종 디자인을 공개하고 제작에 들어갔다. 새로운 화성 탐사로버에서 눈에 띄는 것은 사람의 귀 역할을 하는 마이크 장치다. 마이크 장치는 로버가 착륙선을 타고 하강하는 과정에서 나는 소리와 착륙 때 발생하는 소리뿐만 아니라 탐사 지표 주변 잡음을 모두 포집해 지구로 전송하게 된다. 화성에서도 지구처럼 지표면이 태양에 의해 달궈지면서 상층 대기와 기온 차이로 바람이 발생하는데 주로 수직 기둥 형태의 회오리바람인 ‘더스트데블’이 잦다. 또 대기가 희박하기 때문에 대부분의 소리가 바다 깊은 곳에서 나는 것처럼 웅웅거리는 정도의 작은 소리로 들린다. 이 때문에 마스 2020에는 미세한 소리까지 잡아낼 수 있는 정밀한 마이크가 여러 개 장착될 예정이다. 한편 마스 2020은 계획대로 진행되면 2020년 하반기에 발사돼 2021년 2월 화성에 도착해 탐사를 시작하게 된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

조만간 엔진도 없는 글라이더가 바람을 타고 우주선이 닿을 높이까지 올라갈지도 모르겠다. 최근 퍼를란 프로젝트 측은 글라이더 '퍼를란 2호'(The Perlan 2)가 테스트 비행을 위해 화물선에 실려 아르헨티나로 떠났다고 밝혔다. 낯선 이름의 퍼를란 프로젝트는 1992년 설립된 비영리단체로 고고도로 비행하는 글라이더를 연구하고 있다. 이 연구의 핵심은 하늘의 끝까지 비행하며 날씨와 기후변화, 오존층, 성층권의 특징 등 비행에 필요한 모든 정보를 얻는 것이다. 이를 통해 얻은 정보를 전세계 기상학자와 공유하겠다는 것이 퍼를란 프로젝트의 목표. 실제로 10년 전인 지난 2006년 퍼를란 1호로 명명된 글라이더가 바람을 타고 무려 5만 671피트(15km)까지 올라가 이 부문 세계기록을 세운 바 있다. 이번에 항공기 제작사 에어버스의 후원을 받아 제작한 퍼를란 2호의 목표는 9만 피트(27km)다. 이 정도 고도면 미 공군이 자랑하는 고고도 정찰기 SR-71 블랙 버드보다도 더 높이 올라가는 수준. 그렇다면 어떻게 퍼를란 2호는 엔진도 없이 하늘 끝까지 오를 수 있을까? 그 비밀은 산악파(山岳波)에 있다. 산악파는 기류가 산을 넘을 때 생기는 공기의 파동으로 그 영향은 성층권까지 미친다. 곧 고도 3000m 정도까지 예인된 퍼를란 2호는 이후 산악파를 이용해 비행을 시작해 성층권까지 기류를 타고 오르는 것이다. 이를 위해 조종사 2명은 산소마스크와 우주복같은 옷을 입고 비행하며 기체 역시 방사선 흡수물질과 탐소섬유로 제작된 날개 등으로 제작됐다. 　 퍼를란 프로젝트의 CEO 에드 워녹은 "이번 프로젝트를 위해 미국 네바다 사막에서 충분한 테스트 비행을 마쳤다"면서 "매년 7~8월 안데스 산맥 위가 가장 산악파가 잘 생긴다"고 설명했다. 이어 "올해에는 9만 피트, 2019년에는 10만 피트에 도전할 것"이라면서 "성층권 기류의 비밀을 수집해 향후 이와 환경이 비슷한 화성 탐사에도 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 비밀이 서서히 드러나고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)의 던(Dawn) 미션 소속 노버트 쇼헤퍼 박사 연구팀은 세레스에 영구 그늘지역이 있어 충분한 양의 얼음이 존재할 것이라는 연구결과를 발표했다. 주로 세레스 북반구의 크레이터에 놓여있는 이 지역(사진의 파란색 지점)은 직접적으로 태양빛이 닿지않아 얼음이 존재하기에 좋은 조건이다. 여기에 이 지역 온도가 영하 151°C 정도 유지한다면 마치 얼음공장처럼 충분한 양의 얼음이 쌓여있을 가능성이 높다는 것이 연구팀의 설명. 　 　 또한 연구팀은 북반구에 놓여있는 수십 여 개의 영구 그늘지역을 찾아냈으며 이중 가장 큰 지역은 16km 정도다. 쇼헤퍼 박사는 "햇빛이 들지않는 그늘 지역은 주로 크레이터를 중심으로 하고 있다"면서 "태양과도 멀리 떨어져 있어 미치는 영향이 그만큼 작다"고 설명했다. 이어 "영하 151°C의 온도가 안정적으로 유지된다면 그늘 지역은 얼음이 존재할 최적의 장소"라고 덧붙였다. 　 이번 연구결과처럼 세레스에는 크고 작은 수많은 크레이터가 존재한다. 그중 가장 주목받고 있는 것이 역시 북반구에 위치한 오카토르 크레이터(Occator crater)다. 폭이 무려 92km, 깊이 4km의 오카토르는 일찌감치 던 탐사선에 포착돼 언론의 주목을 받아왔다. 그 이유는 유독 반짝반짝 빛나는 거대한 하얀 점을 가지고 있기 때문이다. 이에 전문가들은 그 하얀 점을 놓고 다양한 주장을 내놨으며 현재는 그 정체를 소금기 있는 황산마그네슘의 일종인 헥사하이드라이트(hexahydrite)로 보고있다. 곧 세레스의 표면 아래에는 소금기 있는 얼음이 존재하고 소행성 충돌로 그 일부가 밖으로 드러나 태양빛을 받은 헥사하이드라이트가 반짝반짝 빛난다는 설명이다. 한편 탐사선 던은 왜소행성 세레스와 소행성 베스타를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 발사됐다. 두 천체는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 가장 큰 천체로 베스타는 지름이 530㎞, 세레스는 지름이 950㎞나 된다. 던은 2011년 7월 16일 베스타 궤도에 진입, 14개월에 걸친 조사 임무를 성공적으로 수행한 후 현재 세레스에서 임무 수행 중이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미생물은 육안의 가시한계를 넘어선 0.1㎜ 이하의 크기인 미세한 생물을 뜻한다. 주로 단일세포 또는 균사로 몸을 이루는데, ‘생물’이라는 단어에서 알 수 있듯 성장하고 분열하며 생육하는 살아 있는 존재다. 우리 몸 안에는 세포와 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등 약 100조개 이상, 4000종의 미생물이 살고 있으며, 이들 중 상당수의 미생물은 인체가 정상적으로 활동하는 데 없어서는 안 되는 중요한 역할을 담당하고 있다. 더 나아가 과학의 발전과 더불어 미생물의 다양한 역사와 쓰임새가 새롭게 조명받고 있다. 미생물을 향한 인류의 탐구, 어디까지 왔을까? ●비만 치료 ‘효자’로 떠오른 미생물 미생물은 크게 인체 내부, 특히 장(腸)에 존재하는 장내 미생물과 바다나 숲 등 쉽게 접하는 외부에 존재하는 환경 미생물로 나눌 수 있다. 과학계는 오래전부터 장내 미생물이 생명 유지에 필수적일 뿐만 아니라 이를 이용한 질병 예방·치료가 가능하다는 것을 입증해 왔다. 최근 미생물이 ‘효자’로 떠오른 분야는 다름 아닌 ‘비만’이다. 장내 미생물의 종류에 따라 비만이 발생할 수 있다는 것이 처음 입증된 것은 이미 10여년 전이다. 이후 세계 각국 연구진은 비만과 미생물 간의 연관관계를 밝히는 것에 주력해 왔는데, 2006년 미국 워싱턴대학 연구진은 비만인 쥐에서 채취한 장내 미생물을 날씬한 쥐에게 주입한 결과 마른 쥐가 급격하게 살이 찌는 것을 확인한 바 있다. 대표적으로 장내 세균은 후벽균(피르미쿠테스·)과 의간균(박테로이테데스)으로 분류한다. 이들 두 세균은 장내 세균의 90%를 차지하는데, 이 균형이 깨질 경우 비만을 포함한 다양한 질환이 나타날 수 있다. 특히 후벽균의 경우 비만을 유도하는 성질이 있어 ‘비만 세균’이라고 부르는 반면 의간균은 비만을 막는 균으로 알려져 있다. 예컨대 고도비만 환자의 경우 장내 후벽균이 장내 세균의 90%를 차지했지만, 체중 감량 52주 후에는 후벽균이 70%대로 떨어지고 거의 없던 의간균 비율이 20%까지 증가한 것이 연구를 통해 입증된 바 있다. 지난 5월에는 이러한 장내 미생물 중 일부가 일종의 홀씨를 생성해 공기 중에 생존할 수 있으며, 이를 통해 비만이 ‘전염’될 수 있다는 놀라운 연구 결과가 발표돼 학계의 관심이 쏠린 바 있다. 과학 저널 네이처에 소개된 영국의 ‘웰컴 신탁 생거 연구소’의 논문에 따르면 공중을 ‘날아다니는’ 장내 세균을 통해 비만뿐만 아니라 대장염이나 크론병 등의 질병이 전이될 수 있으며, 이러한 사실이 입증된 것은 이번이 처음이다. 이 밖에도 현재 세계 학계에는 뇌의 영역이라고 치부해 왔던 자폐증이나 우울증 역시 장에서 발생한 신경독소 물질이 뇌까지 이동하면서 유발될 수 있다는 주장도 존재한다. ●강한 생명력… 화성탐사선 동행 계획도 미생물은 인체뿐만 아니라 생명이 존재하는, 혹은 생명이 절대 존재하지 않을 것으로 추측되는 척박한 환경에서도 존재한다. 과학계는 미생물이 현존하는 다양한 환경문제를 해결해 주는 열쇠가 될 것이라는 기대를 품어 왔는데, 지난 5월에는 한국지질자원연구원이 미국지질조사소(USGS), 버지니아해양과학원(VIMS) 연구진과 공동으로 지하수와 호수 녹조현상 간 상호작용에 미생물이 관여한다는 사실을 입증해 학계의 관심을 받았다. 일반적으로 호수에 질소화합물이 다량 유입되면 녹조현상이 유발되고 수질이 떨어지면서 물고기 등 수중생물이 폐사하거나 독소가 생산되는 등 심각한 문제가 발생할 수 있다. 이번 연구는 호수로 질소가 유입되는 경로 중 하나가 지하수의 유입과 배출이며, 이때 미생물이 지하수가 포함한 해로운 형태의 질소를 무해한 질소로 변환시켜 주거나 해로운 질소를 제거하는 데 도움을 준다는 사실을 밝혀냈다. 학계는 미생물이 세계 곳곳의 수질 생태계를 파괴하는 녹조현상을 완화하는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 미생물은 우주 환경에서도 상당한 영향력을 발휘한다. 일부 미생물은 생명체가 절대 살 수 없을 것 같은 극한 환경에서도 살아남으며, 화성의 추운 기후와 낮은 중력, 그리고 높은 방사선 환경에서도 살아남는 이러한 미생물은 지구에도 존재하는 것으로 알려져 있다. 미국항공우주국(NASA)은 이런 미생물의 특성을 이용해 미래의 화성 탐사선에 특정 미생물을 ‘동행’시키겠다는 계획을 세우고 있다. NASA는 강한 생명력을 가진 일부 미생물이 광합성을 통해 산소를 만들어 낼 수 있으며, 이것이 미래의 화성 유인탐사 미션에서 상당히 유용할 것으로 보고 있다. ●美, 미생물 연구에 2년간 1390억 쏟아 미생물에 쏟아지는 관심을 입증하듯 버락 오바마 미국 행정부는 지난 5월 임기 마지막 과학 프로젝트로 ‘국가 마이크로바이옴(미생물군집) 이니셔티브’를 발표했다. 미생물이 인간을 비롯해 소나 돼지 등 가축, 더 나아가 우주인에게까지 미치는 영향을 연구하는 이 사업에는 2년간 무려 1억 2100만 달러, 우리 돈으로 약 1390억원에 달하는 연구비가 투입된다. 한국도 세계적인 연구 움직임에 발맞춰야 한다는 목소리가 커지고 있지만, 정부와 민간단체의 투자는 미미한 수준이다. 한국은 2014년이 돼서야 본격적인 마이크로바이옴 연구에 나섰고, 관련 분야에 농림축산식품부가 2014년부터 연간 4억원을, 미래창조과학부와 보건복지부가 2015년부터 각각 10억원, 4억 9000만원을 투입했다. 투자액이 점차 늘고 있긴 하나 미국 등 바이오 선진국에 비하면 턱없이 부족한 수준이다. 특히 장내 미생물 분석은 장내 세균과 건강과의 연관성이 속속 밝혀지면서 세계적으로 주목받는 분야로 떠올랐다. 미생물의 원리를 규명하고 이를 활용하는 방안을 찾는 것이 인류의 더 나은 삶에 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 부정하기는 어렵다. 국적을 막론하고 전 세계가 눈에 보이지 않는 ‘미생물의 혜택’을 입을 수 있길 희망한다. huimin0217@seoul.co.kr

미생물은 육안의 가시한계를 넘어선 0.1㎜ 이하의 크기인 미세한 생물을 뜻한다. 주로 단일세포 또는 균사로 몸을 이루는데, ‘생물’이라는 단어에서 알 수 있듯 성장하고 분열하며 생육하는 살아있는 존재다. 우리 몸 안에는 세포와 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등 약 100조 개 이상, 4000종의 미생물이 살고 있으며, 이들 중 상당수의 미생물을 인체가 정상적으로 활동하는데 없어서는 안되는 중요한 역할을 담당하고 있다. 더 나아가 과학의 발전과 더불어 미생물의 다양한 역사와 쓰임새가 새롭게 조명받고 있다. 미생물을 향한 인류의 탐구, 어디까지 왔을까? ◆미생물 활용법-인체편 미생물은 크게 인체 내부, 특히 장(腸)에 존재하는 장내 미생물과 바다나 숲 등 우리가 쉽게 접하는 외부에 존재하는 환경 미생물로 나눌 수 있다. 과학계는 오래 전부터 인류에게 있어 장내 미생물이 생명유지에 필수적일 뿐만 아니라 이를 이용한 질병 예방·치료가 가능하다는 것을 입증해 왔다. 최근 미생물이 ‘효자’로 떠오른 분야는 다름 아닌 ‘비만’이다. 장내 미생물의 종류에 따라 비만이 발생할 수 있다는 것이 처음 입증된 것은 이미 10여 년 전이다. 이후 세계 각국 연구진은 비만과 미생물간의 연관관계를 밝히는 것에 주력해 왔는데, 2006년 미국 워싱턴대학교 연구진은 비만인 쥐에서 채취한 장내 미생물을 날씬한 쥐에게 주입한 결과 마른 쥐가 급격하게 살이 찌는 것을 확인한 바 있다. 대표적으로 장내 세균은 후벽균(피르미쿠테스·Firmicutes)과 의간균(박테로이데스·Bacteroidetes)으로 분류한다. 이들 두 세균은 장내 세균의 90%를 차지하는데, 이 균형이 깨질 경우 비만을 포함한 다양한 질환이 나타날 수 있다. 특히 후벽균의 경우 비만을 유도하는 성질이 있어 ‘비만 세균’이라고 부르는 반면, 의간균은 비만을 막는 균으로 알려져 있다. 예컨대 고도비만 환자의 경우 장내 후벽균이 장내 세균의 90%를 차지했지만, 체중 감량 52주 후에는 후벽균이 70%대로 떨어지고 거의 없던 의간균 비율이 20%까지 증가한 것이 연구를 통해 입증된 바 있다. 지난 5월에는 이러한 장내 미생물 중 일부가 일종의 홀씨를 생성해 공기 중에 생존할 수 있으며, 이를 통해 비만이 ‘전염’될 수 있다는 놀라운 연구결과가 발표돼 학계의 관심이 쏠렸다. 과학 저널 네이처에 소개된 영국의 ‘웰컴 신탁 생거 연구소’의 논문에 따르면 공중을 ‘날아다니는’ 장내 세균을 통해 비만뿐만 아니라 대장염이나 크론병 등의 질병이 전이될 수 있으며, 이러한 사실이 입증된 것은 이번이 처음이다. 이밖에도 현재 세계 학계에는 뇌의 영역이라고 치부해왔던 자폐증이나 우울증 역시 장에서 발생한 신경독소 물질이 뇌까지 이동하면서 유발될 수 있다는 주장도 존재한다. ◆미생물 활용법-환경편 미생물은 인체뿐만 아니라 생명이 존재하는, 혹은 생명이 절대 존재하지 않을 것으로 추측되는 척박한 환경에서도 존재한다. 과학계는 미생물이 현존하는 다양한 환경문제를 해결해주는 열쇠가 될 것이라는 기대를 품어 왔는데, 지난 5월에는 한국지질자원연구원이 미국지질조사소(USGS), 버지니아해양과학원(VIMS) 연구진과 공동으로 지하수와 호수 녹조현상 간 상호작용에 미생물이 관여한다는 사실을 입증해 학계의 관심을 받았다. 일반적으로 호수에 질소화합물이 다량 유입되면 녹조현상이 유발되고 수질이 떨어지면서 물고기 등 수중생물이 폐사하거나 독소가 생산되는 등 심각한 문제가 발생할 수 있다. 이번 연구는 호수로 질소가 유입되는 경로 중 하나가 지하수의 유입과 배출이며, 이때 미생물이 지하수가 포함한 해로운 형태의 질소를 무해한 질소로 변환시켜주거나 해로운 질소를 제거하는데 도움을 준다는 사실을 밝혀냈다. 학계는 미생물이 세계 곳곳의 수질 생태계를 파괴하는 녹조현상을 완화하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 미생물은 우주 환경에서도 상당한 영향력을 발휘한다. 일부 미생물은 생명체가 절대 살 수 없을 것 같은 극한 환경에서도 살아남으며, 화성의 추운 기후와 낮은 중력, 그리고 높은 방사선 환경에서도 살아남는 이러한 미생물은 지구에도 존재하는 것으로 알려져 있다. 미국항공우주국(NASA)는 이런 미생물의 특성을 이용해 미래의 화성 탐사선에 특정 미생물을 ‘동행’ 시키겠다는 계획을 세우고 있다. NASA는 강한 생명력을 가진 일부 미생물이 광합성을 통해 산소를 만들어낼 수 있으며, 이것이 미래의 화성 유인탐사 미션에서 상당히 유용할 것으로 보고 있다. ◆미생물 연구에 쏟아지는 관심과 투자 미생물에 쏟아지는 관심을 입증하듯 버락 오바마 미국 행정부는 지난 5월 임기 마지막 과학프로젝트로 ‘국가 마이크로바이옴(Microbiome·미생물군집) 이니셔티브’를 발표했다. 미생물이 인간을 비롯해 소나 돼지 등 가축, 더 나아가 우주인에게까지 미치는 영향을 연구하는 이 사업에는 2년간 무려 1억 2100만 달러, 한화로 약 1390억 원에 달하는 연구비가 투입된다. 한국도 세계적인 연구 움직임에 발맞춰야 한다는 목소리가 커지고 있지만, 정부와 민간단체의 투자는 미미한 수준이다. 한국은 2014년이 되어서야 본격적인 마이크로바이옴 연구에 나섰고, 관련 분야에 농림축산식품부가 2014년부터 연간 4억 원을, 미래창조과학부과 보건복지부가 2015년부터 각각 10억 원, 4억 9000만원을 투입했다. 투자액이 점차 늘고 있긴 하나 미국 등 바이오 선진국에 비하면 턱없이 부족한 수준이다. 특히 장내 미생물 분석은 장내 세균과 건강과의 연관성이 속속 밝혀지면서 세계적으로 주목받는 분야로 떠올랐다. 미생물의 원리를 규명하고 이를 활용하는 방안을 찾는 것이, 인류의 더 나은 삶에 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 부정하기는 어렵다. 국적을 막론하고 전 세계가 눈에 보이지 않는 ‘미생물의 혜택’을 입을 수 있길 희망한다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 비밀이 서서히 드러나고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)의 던(Dawn) 미션 소속 노버트 쇼헤퍼 박사 연구팀은 세레스에 영구 그늘지역이 있어 충분한 양의 얼음이 존재할 것이라는 연구결과를 발표했다. 주로 세레스 북반구의 크레이터에 놓여있는 이 지역(사진의 파란색 지점)은 직접적으로 태양빛이 닿지않아 얼음이 존재하기에 좋은 조건이다. 여기에 이 지역 온도가 영하 151°C 정도 유지한다면 마치 얼음공장처럼 충분한 양의 얼음이 쌓여있을 가능성이 높다는 것이 연구팀의 설명. 　 　 또한 연구팀은 북반구에 놓여있는 수십 여 개의 영구 그늘지역을 찾아냈으며 이중 가장 큰 지역은 16km 정도다. 쇼헤퍼 박사는 "햇빛이 들지않는 그늘 지역은 주로 크레이터를 중심으로 하고 있다"면서 "태양과도 멀리 떨어져 있어 미치는 영향이 그만큼 작다"고 설명했다. 이어 "영하 151°C의 온도가 안정적으로 유지된다면 그늘 지역은 얼음이 존재할 최적의 장소"라고 덧붙였다. 　 이번 연구결과처럼 세레스에는 크고 작은 수많은 크레이터가 존재한다. 그중 가장 주목받고 있는 것이 역시 북반구에 위치한 오카토르 크레이터(Occator crater)다. 폭이 무려 92km, 깊이 4km의 오카토르는 일찌감치 던 탐사선에 포착돼 언론의 주목을 받아왔다. 그 이유는 유독 반짝반짝 빛나는 거대한 하얀 점을 가지고 있기 때문이다. 이에 전문가들은 그 하얀 점을 놓고 다양한 주장을 내놨으며 현재는 그 정체를 소금기 있는 황산마그네슘의 일종인 헥사하이드라이트(hexahydrite)로 보고있다. 곧 세레스의 표면 아래에는 소금기 있는 얼음이 존재하고 소행성 충돌로 그 일부가 밖으로 드러나 태양빛을 받은 헥사하이드라이트가 반짝반짝 빛난다는 설명이다. 한편 탐사선 던은 왜소행성 세레스와 소행성 베스타를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 발사됐다. 두 천체는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 가장 큰 천체로 베스타는 지름이 530㎞, 세레스는 지름이 950㎞나 된다. 던은 2011년 7월 16일 베스타 궤도에 진입, 14개월에 걸친 조사 임무를 성공적으로 수행한 후 현재 세레스에서 임무 수행 중이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

황량하고 적막한 화성의 토지에서 새로운 형태의 ‘붉은 물결’이 새로 포착돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국항공우주국(NASA)의 제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory)가 화성 탐사선 큐리오시티 및 화성정찰위성이 보내온 데이터를 분석하던 중 잔 물결 형태를 띠는 지형을 발견했다. 이 지형은 지구에서 흔히 볼 수 있는 모래언덕 및 모래의 잔물결 형태로 이뤄진 곳이며, 지구에서는 일반적으로 모래지형 위에서 바람과 물의 흐름 등을 통해 이러한 형태의 지형이 만들어진다. 지금까지는 화성 주위에는 붉은색 먼지가 몰아치고 모래 알갱이가 크고 단단해 움직이지 않는다는게 학계의 정설이었다. 때문에 학계는 화성의 지형이 전혀 움직이지 않거나 움직인다 해도 속도가 너무 느려서 포착되지 않을 것으로 여겼다. 하지만 연구진은 이번에 발견한 잔물결과 모래언덕의 크기와 형태, 형성 메커니즘이 각각 다른 것으로 보이며 이는 화성에서 발견됐던 기존의 모래언덕과는 또 다른 외형이라고 강조했다. 연구를 이끈 마튜 라포트레 캘리포니아공과대학 교수는 “이번에 발견한 지형의 첫 번째 특징은 거대한 풍성 연흔(wind rillpe·바람에 의해 도약하는 입자의 운동에 따라 모래의 포면에 생성되는 비대칭의 파도형 너울)이다. 이 파도형 너울은 작은 잔물결과 거대한 모래언덕의 중간 중간에 위치한다”고 설명했다. 이어 “두 번째 특징은 이러한 형태의 거대한 풍선 연흔은 지구의 모래사막에서 흔히 발견되는 물결의 형태가 아닌, 물 속 강바닥에서 발견되는 구불거리는 지형 형태에 더욱 가깝다는 사실이다. 대기의 밀도가 낮은 화성에서는 물 대신 바람에 의해 이러한 지형이 형성된 것으로 추정된다”고 덧붙였다. 연구진은 이번 발견이 화성 대기의 비밀을 풀 수 있는 동시에 우주와 지구의 과거를 알아낼 수 있는 중요한 단서가 될 것으로 기대하고 있다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

이제 마크 와니트(영화 '마션'의 맷 데이먼 분) 박사는 화성에서 감자 뿐 아니라 토마토, 래디시(무) 등도 키워 먹을 수 있을 것 같다. 최근 네덜란드 봐허닝헌대학 연구팀은 화성과 같은 환경에서 토마토와 완두콩, 무 등 총 10종의 식물을 재배하는데 성공했으며 일부는 식용도 가능하다고 밝혔다. 이번 발표는 지난 3월 공개된 연구결과에서 한발 더 나아갔다. 당시 연구팀은 이같은 식물을 화성과 같은 환경에서 재배하는데 성공했다고 밝힌 바 있다. 물론 연구과정에서 여러차례의 시행착오는 있었다. 초창기 실험에서는 대부분의 식물들이 죽었으며 연구팀은 그 이유를 거름 부족 및 배수에 있다고 보고 추가 실험을 실시해 성과를 거뒀다. 연구를 이끈 비거 바메린크 박사는 "화성의 토양은 작물을 재배하기에 매우 좋다. 점토와 모래 사이의 성질을 가졌는데, 식물을 키울 때 필요한 성분도 일정부분 함유하고 있다. 다만 질소 성분이 약간 부족한 편”이라고 설명했다. 이처럼 일부 식물을 화성과 같은 환경에서 재배하는데는 성공했으나 문제는 실제로 먹을 수 있는지 여부였다. 화성의 토양은 납, 철분, 카드뮴과 같은 다량의 금속 성분을 함유하고 있기 때문에 여기서 자란 식물을 먹게되면 중독의 위험성이 있다. 그러나 이번 연구결과 토마토, 무, 호밀, 완두콩은 인체에 무해함이 확인돼 식용이 가능한 것으로 밝혀졌다. 바메린크 박사는 "총 10개의 재배 식물 중 4종을 대상으로 철, 마그네슘, 카드뮴, 납, 니켈, 알루미늄 등등의 수치를 측정했다"면서 "모두 위험 수치 아래로 측정돼 먹는 데 지장이 없으며 실제로 무슨 맛일지 궁금해 직접 먹어봤다"고 밝혔다. 이어 "이번 연구결과는 인류의 화성 정착 등 미래의 우주 탐사에 있어 중요한 성과"라고 덧붙였다. 　 봐허닝헌 대학의 이번 연구는 크라우드 펀드를 통해 진행되고 있으며 미래의 '주고객'은 NASA와 유럽우주국(ESA)을 비롯한 우주탐사 업체가 될 가능성이 높다. 이는 화성 등을 유인 탐사하고 정착할 목표를 가진 인류의 원대한 계획과 맞물려있다. 우주인이 화성을 탐사하는데 있어 식량은 필수적인 것으로 특히 현지에서 이를 조달할 수만 있다면 그만큼 우주선에 실리는 화물량은 감소하며 이는 예산 축소와도 직결된다. 이에 현재 NASA 측은 비영리 연구단체인 국제감자센터(CIP)과 함께 화성과 기후 및 토양조건이 비슷한 지역에서 가장 잘 성장하고 대량생산이 가능한 감자의 품종을 찾고있다. ‘편도행 화성 프로젝트’를 추진 중인 네덜란드의 비영리 단체인 마스원과 화성에 도시를 건설하겠다는 일론 머스크 회장이 이끄는 ‘스페이스X’ 역시 감자 재배에 관심이 많지만 인간이 감자만 먹고 살 수는 없는 노릇이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

누구도 찍을 수 없는 '우주의 대서사시'같은 장면이 포착됐다. 최근 미 우주전문매체 스페이스닷컴은 광활한 은하를 배경으로 태양빛을 받아 빛나는 지구와 화성, 토성 그리고 명왕성의 모습을 영상과 함께 공개했다. 미 항공우주국(NASA)의 태양관측위성인 '스테레오 A'(Solar Terrestrial Relations Observatory Ahead)가 촬영한 이 장면은 가운데 가장 밝게 보이는 지구를 중심으로 화성과 토성, 왼쪽의 작은 점으로 보이는 명왕성의 모습이 담겨있다. 　 이 '작품'에서 눈길을 끄는 것은 역시 행성인듯 행성아닌 명왕성이다. 지난해 탐사선 뉴호라이즌스호가 무려 56억 7000만㎞를 날아간 끝에야 만난 명왕성은 너무나 먼 거리 탓에 사실 잘 보이지 않는다. 영상을 공개한 미 해군연구소 소속 천체 물리학자 칼 바탐스 박사는 "스테레오 A에 장착된 HI-1 카메라가 잡은 작품"이라면서 "지구와 화성은 쉽게 알아볼 수 있으나 명왕성은 점에 불과할 정도로 잘 보이지 않는다"고 밝혔다. 한편 다소 낯선 이름의 스테레오 A는 쌍둥이 형제인 스테레오 B와 함께 지난 2006년 발사된 NASA의 태양관측위성이다. 흥미로운 점은 쌍둥이 형제가 태양을 중심으로 서로 반대방향에 위치를 잡고 태양을 관측한다는 점이다. 이번에 공개된 영상은 흥미롭게도 태양의 반대편에서 촬영된 것이다. 그러나 스테레오 B는 지난 2014년 10월 연락이 두절됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr 　

오는 31일 오전 7시 경 11년 만에 지구와 화성이 최근접한다. 두 행성이 가장 가깝게 접근한다고는 하지만 그 거리는 무려 7531만 7300㎞로 서울-부산 거리와 비교하면 17만 배. 지구와 화성의 최근접 조우는 태양-지구-화성이 나란히 일렬로 위치하는 이른바 화성충(火星衝·Mars Opposition)에 이어 나타난다. 곧 태양을 중심으로 서로 공전주기가 다른 두 행성이 2년 2개월에 한번 꼴로 나란히 줄을 서는 것이다.(아래 그림 참조) 이번에 지구와 화성은 7531만 km의 거리를 두지만 2년 후에는 5800만㎞로 더 가까워진다. 역대 최근접 거리는 지난 2003년 5552만2368㎞다. 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 '오늘의 천체사진’(APOD)으로 화성의 표면이 생생히 드러난 사진을 공개했다. 지난 1970년 대 중반 NASA의 화성탐사선 바이킹호가 촬영한 이 화성 사진은 100장 이상의 이미지를 합쳐 만든 것이다. 이 사진에서 가장 눈길을 끄는 것은 '화성의 흉터'(화성 사진 중앙)로 불리는 태양계 최대의 협곡인 마리네리스(Valles Marineris)다. 마리네리스는 우주에서도 관측이 될 만큼 거대한 크기로 지구에서 가장 큰 협곡인 그랜드캐니언과 매우 유사하다. 그러나 규모로 보면 그랜드캐니언은 비교도 안된다. 마리네리스의 총 길이는 3000km, 폭은 600km, 깊이는 8km로 추정된다. 미국의 그랜드캐니언은 길이 800km, 폭 30km, 깊이 1.8km. 사진=Viking Project, USGS, NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

물론 지역에 따라서 큰 차이기 있지만, 지구에는 봄, 여름, 가을, 겨울의 사계절이 존재한다. 한 가지 재미있는 사실은 화성 역시 그렇다는 점이다. 화성에서 현재 활약 중인 미국항공우주국(NASA)의 로버(탐사로봇)는 큐리오시티와 오퍼튜니티 2대이다. 오퍼튜니티가 선배지만, 화성의 기후를 정밀하게 측정하는 이동 관측소를 탑재한 쪽은 덩치가 훨씬 큰 큐리오시티다. 최근 NASA는 큐리오시티가 2번의 ‘화성년’(Martian year, 지구 날짜로 687일)을 지났다고 발표했다. 다시 말해 화성에서 봄, 여름, 가을, 겨울을 2번 보냈다는 의미다. 덕분에 과학자들은 화성의 기후에 대한 여러 가지 정보를 얻을 수 있었다. - 화성의 계절 지구에 사계절이 있는 가장 큰 이유는 자전축이 공전 궤도면에 23.5도 정도 기울어져 있기 때문이다. 화성 역시 25도 정도 기울어져 있어 지구처럼 사계절이 있을 뿐 아니라 남반구와 북반구의 계절이 반대다. 화성이 지구와 다른 점은 궤도가 화성보다 훨씬 타원이라서 그 영향도 많이 받는다는 것이다. 화성은 태양에 가장 가까울 때 2억670만km, 가장 멀 때 2억4920만km로 (대략 지구-태양 거리의 1.38배와 1.67배) 상당한 차이가 있어 이로 인해 도달하는 태양에너지의 양이 꽤 차이가 있다. 당연히 이로 인해서 온도도 크게 변한다. 이런 공전 궤도와 자전축의 조합은 현재 큐리오시티 로버가 있는 게일 크레이터에서 겨울이 길고 여름이 짧아지는 양상으로 나타난다. 하지만 더 독특한 특징은 계절에 의한 온도 변화보다 오히려 밤낮의 기온 차이가 더 크다는 것이다. (그래프 참조) 화성의 대기 밀도가 낮은 데다 지구처럼 열을 보존하는 역할을 하는 바다가 없으므로 낮과 밤의 기온 차이가 극단적으로 커지기 때문이다. - 계절에 따라 기압이 변한다? 화성은 지구보다 춥고 건조하다. 큐리오시티가 있는 게일 크레이터는 낮에는 섭씨 15.9도까지 오르기도 하지만 밤에는 영하 100도까지 떨어질 수도 있다. 화성의 수증기 압력은 지구 대기의 1/1000 이하에 불과하다. 물론 대기 밀도 자체도 지구의 해수면과 비교해서 1% 이하다. 그런데 춥고 건조한 것만이 화성 대기의 특징은 아니다. 화성 대기에서 더 흥미로운 사실은 계절에 따라 압력이 변한다는 것이다. 화성 대기 성분의 대부분을 차지하는 이산화탄소는 화성의 낮은 기온에서 드라이아이스로 존재한다. 그래서 화성이 추워지면 이산화탄소가 얼어서 대기압력이 감소하고 더워지면 드라이아이스가 기화되어 압력이 올라간다. 다행히 지구는 공전 궤도가 원에 가까워 1년 동안 받는 태양에너지의 양이 상대적으로 일정한 데다, 대기의 주성분인 산소와 질소가 계절에 따라 얼어붙을 정도로 기온이 낮지 않기 때문에 1년 내내 압력이 거의 일정하다. 이런 사실을 고마워하는 사람은 별로 없지만, 우리는 사실 지구 공전궤도의 혜택을 보면서 살고 있다. - 화성에도 미세 먼지가 있다? 화성의 대기 압력은 매우 낮은 편이지만, 그래도 바람이 분다. 그리고 이 바람에 미세한 먼지 입자와 모래가 날린다. 화성의 중력이 지구의 1/3에 불과한 데다 표면에는 고운 모래와 먼지 입자가 많기 때문이다. 큐리오시티가 있는 게일 크레이터의 경우 봄과 여름에는 먼지로 탁해져 가시거리가 30km까지 줄어들지만, 겨울철에는 130km에 달할 만큼 길어진다. 비록 우리가 화성의 공기를 직접 들이마실 가능성은 없지만, 화성의 공기는 주로 봄철과 여름철에 가장 나쁜 셈이다. 큐리오시티 로버에는 화성 기상관측소라고 할 수 있는 로버 환경 관측소 (Rover Environmental Monitoring Station (REMS))가 있어 화성의 기후를 끊임없이 관측한다. 덕분에 우리는 화성의 계절에 대해서 매우 많은 사실을 알아냈다. 앞으로도 더 많은 연구가 진행될 것이다. 사진=ⓒ포토리아(맨위), NASA 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

영화 에일리언 등 우주를 배경으로 하는 할리우드 SF영화에 단골로 등장하는 장면이 있다. 심우주 탐사에 나선 우주인들이 캡슐 안에서 긴 잠에 들었다가 목적지에 도착할 무렵 깨어나는 것이다. 영화에서는 짧게 묘사됐지만 길게는 수십 년도 걸리는 우주 탐사에서 이같은 ‘휴면상태’(休眠狀態·torpor) 기술은 필수적이다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 항공우주기업 스페이스웍스가 개발 중인 프로젝트에 50만 달러를 투자했다고 밝혔다. 몇 년 전 부터 NASA와 이 프로젝트를 공유해 온 스페이스웍스가 개발 중인 것이 바로 동면실(hibernation chamber)이다. 　　 동면실은 인간을 저체온으로 유지시켜 동물이 ‘겨울잠’을 자듯 인위적으로 자게 만드는 것이다. 이 기술이 처음 이론화된 것은 지난 1980년대. 현재는 주로 의학적인 치료 목적으로 사용되고 있지만 장기간의 우주여행을 위해서는 반드시 필요한 기술이다. 그 방법을 간단히 설명하면 인간을 저체온 상태로 만든 후 인체에 필요한 영양소를 위장관을 거치지않고 정맥주사를 통해 공급하는 것으로 근육 위축은 전기자극으로 막는다. 스페이스 웍스에 따르면 현재 기술로는 최대 1주일의 지속적인 휴면상태가 가능하며 이를 2주 이상으로 늘릴 계획이다.　 스페이스웍스 CEO 존 브래드 포드 박사는 "우주인을 동면에 들게하는 것은 장거리 우주탐사에 없어서는 안될 기술"이라면서 "1인당 사용하는 동면실 크기를 대폭 줄여 우주선에 적용할 계획"이라고 밝혔다. NASA 측이 이같은 기술에 군침을 흘리는 것은 유인 화성탐사와 맞물려 있다. 지구에서 화성까지 6개월의 장기여행 중 우주인을 ‘조용히 재우는 것’이 건강 면에서나 경제적으로도 큰 도움이 되기 때문이다. 곧 6개월 내내 우주인이 선내에서 활동한다면 충분한 공간과 음식이 필요하기 때문에 그에 맞는 우주선 설계와 크기 등이 커져 비용이 불어난다. NASA 우주기술미션부(STMD) 스티브 주르치크 박사는 "휴면 기술은 NASA가 추진 중인 8개의 첨단혁신연구프로그램(Innovative Advanced Concepts Program·NIAC)중 하나"라면서 "이를 통해 심우주를 향한 우주 기술의 진보를 이룰 수 있을 것"이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구 달력으로 거의 4년 전인 2012년 8월 화성에 대한 '호기심'을 해결하기 위해 파견된 탐사로봇 큐리오시티(Curiosity rover)가 화성 표면 위에 내려앉았다. 그로부터 2년 8개월 만인 지난해 4월 총 10km의 주행거리를 돌파한 큐리오시티는 목적지인 샤프산을 향해 느리지만 힘차게 바퀴를 굴려 지금도 탐사를 이어가고 있다. 지난 2일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 큐리오시티의 고군분투를 담은 일련의 사진과 영상을 공개했다. 큐리오시티의 그림자가 비치는 이 사진(사진 맨 위) 속 지역은 샤프산 자락에 위치한 황량한 나우트클러프트(Nautkluft) 고원이다. 그리고 오른쪽 상단에 봉긋 솟아있는 산이 바로 큐리오시티의 목적지인 샤프산이다. 크레이터 중앙에 우뚝 선 샤프산은 침전물이 쌓여 형성된 것으로 추정되며 그 높이가 땅바닥을 기준으로 1만 8000피트(5486m)에 달해 지구 최고봉인 에베레스트산(해수면 기준 8848m)보다 실제로는 더 높다. 물론 큐리오시티가 샤프산에 깃발이나 꽂자고 머나먼 화성에 간 것은 아니다. 큐리오시티는 화성의 지질과 토양을 분석해 메탄 등 유기물 분석자료를 확보하고 미생물이 살만한 조건인지를 조사하고 있다. 이 정보를 바탕으로 과학자들은 화성의 과거를 알아보고 장차 화성 유인탐사를 위한 소중한 자료를 얻게 된다. 이 때문에 큐리오시티는 편안한 길을 놔두고 사진상으로도 험난해 보이는 울퉁불퉁한 고원을 힘겹게 굴러가야 한다. 이에 큐리오시티의 '몸상태'가 온전하지 못한 것은 당연한 일. 실제 NASA가 함께 공개한 사진을 보면 알루미늄 바퀴에 구멍이 나있는 것이 확인된다. 특성상 바퀴의 구멍이 점점 커져 탐사에 지장을 받을 수도 있지만 NASA 측은 바퀴가 불능이 돼도 나머지 다섯 바퀴로 무사히 임무를 수행할 것으로 내다보고 있다. 큐리오시티 프로젝트 매니저 스티브 리 박사는 "큐리오시티는 이미 2년의 예상 임무 수행기간을 넘어 목표를 완수했다"면서 "샤프산을 오르는 추가 임무도 달성할 수 있을 것으로 보인다"고 밝혔다. 이어 "현재까지의 큐리오시티 주행거리는 12.7km로 목표지까지의 거리는 7.5km 남았다"고 덧붙였다. 사진=NASA/JPL-Caltech/MSSS 박종익 기자 pji@seoul.co.kr