최근 미 항공우주국(NASA)에 따르면 화성 극지 탐사선 피닉스호가 화성의 구름에서 눈이 내려오는 모습을 목격했다고 한다. 올해 5월 피닉스호가 화성 북위 68도 지점에 착륙한 뒤 7월에 얼음 상태의 물을 발견하고, 잇따라 과염소산염을 발견하는 등 여러 가지 주목할 만한 성과를 이뤄내고 있다. 화성에 물의 흔적이 있다는 것은 화성 생명체의 존재 가설을 뒷받침해주는 결과다. 또한 지난달 말 화성을 촬영한 사진 속에서 오팔로 보이는 보석을 발견하여 약 20억 년 전 주변에 강이나 작은 연못이 있었을 가능성을 보였다고 하니, 앞으로 계속될 발견이 기대되는 상황이다. 어쩌면 SF영화에서나 봤음 직한 화성 외계인이 오팔 보석을 주렁주렁 몸에 달고 탐사선 앞에 나타날지도 모른다.

우주에서 들려오는 많은 소식 중에서도 화성 극지 탐사선 피닉스호가 화성에서 물을 발견했다는 소식은 우주 탐사에 관한 관심을 더욱 고취시키고 있다. 또한 행성과학자들은 액체의 흔적이 발견된 유로파(목성의 위성)나 타이탄(토성의 위성)에서도 생존하는 생명체를 찾을 확률이 높을 것으로 생각하고 있다.

유로파의 경우 보이저호나 갈릴레이호의 탐사를 통해 운석과의 충돌로 크레이터투성인 우리의 달과 달리 수많은 줄무늬를 가진 유리 거울처럼 매끈한 얼음 표면을 가지고 있음이 밝혀졌다. 무엇보다 과학자들은 영하 160도에 이르는 얼음표면과 달리 그 아래에는 거대한 모행성인 목성과의 조석력에 의해 생기는 열에너지 때문에 물로 이루어진 바다가 있을 것으로 예상하고 있다. 설사 물의 바다가 있다고 해도 태양에너지가 미약한 이곳에 생명체가 살고 있을까?

가능성은 있다. 원래 과학자들은 모든 생명체의 생존 에너지는 태양에서만 오는 것으로 알고 있었다. 하지만 1977년 미국의 심해 잠수정 앨빈호가 태양빛이 전혀 들어오지 않는 갈라파고스 군도의 심해 온천 주위에서 열수에 들어 있는 황을 산화해서 화학적으로 에너지를 끄집어내어 살아가는 세균과 이들 세균과 공생하는 다른 생물을 발견함으로써 우주 생명체에 대한 관점을 바꿔 놓는 발견이 있었다. 이렇게 되면 더 이상 생명체 존재에 있어 태양과의 거리나 태양 에너지의 양은 중요한 요소가 되지 않는 것이 된다. 따라서 유로파 내부에 지구의 열수 분출공과 같은 에너지 제공원이 있다면 지금도 외계 생명체가 심해를 헤엄치고 있을지 모른다.

토성의 위성 타이탄은 유로파보다 더 오래전부터 관심을 받아온 위성이다. 대기를 가진 행성처럼 뿌연 구름으로 덮여 있는 타이탄은 마치 지구의 원시상태모습과도 비견되고 있다. 보이저호나 카시니-호이겐스호의 탐사를 통해 타이탄은 78%의 질소를 가진 지구보다도 더욱 풍부한 98%의 질소를 가진 대기에 메탄으로 된 호수가 있는 것으로 밝혀졌다. 태양계에서 지구 외에 액체 표면이 발견된 것은 타이탄이 최초다.

그럼 이곳에 생명체가 있을까? 아직은 비관적이다. 200~800km나 되는 두께를 가진 타이탄의 대기층은 금성의 대기와 달리 이산화탄소가 없어 온실효과는커녕 태양빛을 차단하고 있어 표면의 온도는 영하 179도에 이른다. 따라서 타이탄에는 생명 발생 이전의 상태가 보존되어 있을 것으로 생각하고 있다. 2005년 유럽우주국의 호이겐스가 타이탄에 착륙하며 대기조사와 바람 소리, 표면 사진을 보내왔으나 생명 조사에 적합한 관측 장비는 싣고 있지 않아 아쉬움이 있었다.

이에 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 과학자들은 외태양계 행성 평가 그룹(Outer Planets Assessment Group)회의를 열고 2017년까지 발사할 외태양계 행성 탐사선의 행선지로 유로파와 타이탄에 대해 탐사 시나리오를 검토하기 시작했다. 유로파-목성 탐사 시나리오에는 목성 주변의 혹독한 방사선 속에서도 살아남아 활동하도록 제작되는 궤도 탐사선이 투입되며 이 계획에는 러시아가 유로파 착륙선을 제공하겠다고 제의하는 등 큰 관심을 보이고 있다.

타이탄-토성 탐사 시나리오에는 궤도를 선회할 모선과 타이탄 표면 탐사용 보조 우주선이 투입되는데 보조 우주선에는 착륙선과 대기권 탐사용 열기구가 포함돼 있다. 타이탄의 짙은 대기를 이용한 열기구 탐사선은 기존의 몽골피에 열기구와 같은 원리로 프로판 가스로 기구속의 공기를 데우는 것에 비해 핵전지의 에너지를 이용하는 것이 큰 차이이다. 타이탄에서는 적은 열기로도 높은 부양 능력을 만들 수 있어 2kw의 핵에너지에 12m 직경을 가진 열기구라면 곤돌라에 200kg 정도의 과학 장비를 운반할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 고도 10km에서 타이탄 전체를 이동할 수 있도록 고도계로 측정한 데이터를 바탕으로 열기구의 꼭대기에 설치된 밸브를 이용, 내부 열기의 양을 조절함으로써 고도를 유지하도록 한다.

NASA는 약 7억 달러가 넘지 않는 중간 예산으로 고도로 집중된 우주임무를 수행할 탐사선을 개발하는 새로운 행성 탐사 계획, 이른바 뉴 프론티어 프로그램을 진행 중이다. 지난 2006년에 처음으로 발사된 명왕성과 카이퍼 벨트 탐사선인 뉴호라즌호에 이어 다음 10년 동안에 진행될 뉴 프론티어 프로그램의 탐사 우선순위를 정하기 위해 지난 2004년에 설립된 OPAG는 새로운 외태양계 행성 탐사 사업을 위해 1~5개의 우주선을 선정할 예정이다. 이 사업에는 미국을 중심으로 유럽과 일본, 러시아가 동참할 것으로 예상되며 카시니-호이겐스호에서처럼 국제적인 미션으로 진행될 전망이다.

물은 생명체의 근원이다. 그렇기 때문에 우주 탐사에 있어서 물과 물의 흔적을 발견하는 것은 큰 의미를 갖는다. 비록 우주의 행성이나 위성에서 물이나 물의 흔적이 발견되었다고 해도 생명체가 있다고 단정 짓기는 어려우며 이와 함께 다른 실험과 탐사가 동반되어야 하지만, 우리는 인류의 도전 정신으로 아직 밝혀지지 않은 미지의 우주를 끊임없이 탐험할 것이다.

글: 정홍철 스페이스스쿨 대표


ndsl링크 <출처 : 한국과학기술정보연구원 >

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