큐리오시티, 화성 터치다운

헬로! 붉은 행성 네 속살이 궁금해

美탐사로봇 큐리오시티 화성 안착… 교신도 성공. 2년간 생명체 흔적 탐사

6일 오후 2시 32분(한국 시간) 화성의 게일 분화구에 도착한 ‘큐리오시티’가 착륙한 직후 찍어 보내온 흑백 사진. 화성 표면에 있는 작은 돌과 흙 알갱이까지 세세하게 보인다. 오른쪽 아래 보이는 물체는 큐리오시티의 바퀴다. NASA 제공

미국 항공우주국(NASA)의 화성 탐사 로봇 ‘큐리오시티’가 6일 오후 2시 32분(한국 시간) 화성 게일 분화구에 성공적으로 착륙했다. 10가지 장비를 탑재한 경차만 한 탐사로봇이 화성에 도착한 것은 이번이 처음이다.

화성 대기권 진입 후 착륙까지 피를 말리는 ‘공포의 7분’(416초)을 보낸 큐리오시티는 자신의 무사 착륙을 알리는 신호를 보내 왔다. 착륙과 동시에 몸체 아래쪽에 달려 있는 카메라로 화성 표면을 찍은 흑백사진 3장을 지구로 전송한 것이다. 이 사진은 7분 동안 우주공간을 날아와 오후 2시 39분쯤 지구로 전달됐다.

큐리오시티는 앞으로 687일 동안 화성을 탐사하며 ‘생명체의 흔적’을 찾는 임무를 수행하게 된다. 미래에 인류가 가서 살 수 있는 식민행성으로 개발할 수 있을지 알아보는 것이다.

큐리오시티가 화성에 착륙하는 순간, 미국 캘리포니아 주 패서디나의 NASA에서 실시간 중계로 숨죽여 지켜보던 연구원들은 환호성을 질렀다. 같은 시간 뉴욕 맨해튼 타임스스퀘어에 모여 대형 전광판을 통해 이를 지켜보던 관광객 수백 명도 박수를 치며 축하했다. 착륙 장면은 인터넷을 통해 전 세계에 생중계됐다.

버락 오바마 미국 대통령은 “큐리오시티의 성공적인 착륙은 먼 미래에까지 미국 자부심의 한 정점으로 남을 것”이라며 “이번 성공은 아무리 긴 역경이 있어도 우리의 유일무이한 독창성과 투지에 비교할 수 없다는 것을 의미한다”고 말했다.

큐리오시티는 과거 NASA가 화성으로 보냈던 스피릿(Spirit)이나 오퍼튜니티(Opportunity)보다 무겁고 복잡해 충격 없이 안전하게 내리는 게 중요했다. NASA는 기존의 탐사선처럼 에어백에 실어 떨어뜨리는 대신 낙하산과 로켓을 이용해 낙하 속도를 줄인 뒤, 스카이 크레인이 줄로 서서히 지상에 내렸다.

<박태진 동아사이언스 기자, 뉴욕=박현진 특파원>

 

제2의 지구 찾아서… 인류의 호기심, 생명의 신비를 캔다

 

공포의 7분 착륙작전 성공… 687일 탐사 돌입.

물 있었던 증거 확인… 생명체 생존 가능성 탐색
새로운 우주영토 개발 향한 인류의 대장정 시작

큐리오시티의 안전한 착륙 소식에 일제히 함성을 질렀던 미국 항공우주국(NASA)의 과학기술자들은 최초로 보내온 사진을 보고 다시 한 번 환호성을 질렀다. NASA 제공

 

‘인간은 화성에서 살 수 있을까.’

6일 화성 착륙에 성공한 미국 항공우주국(NASA)의 화성탐사로봇 큐리오시티(Curiosity)가 이번에는 생명체의 흔적을 찾을 수 있을지에 대해 세계의 관심이 모아지고 있다. 생명체 존재 여부에 따라 인간이 화성에서 생존 가능할지에 대해서도 가늠할 수 있기 때문이다. 또 과학자들은 지구 생명체와 다른 외계 생명체를 통해 생명의 신비를 밝힐 열쇠를 찾을지도 모른다는 기대를 하고 있다. 세계의 과학자들이 큐리오시티의 활동에 초미의 관심을 기울이는 이유다.

○ 우리는 왜 화성에 가려 하는가

큐리오시티의 핵심 목표는 화성에 생명체가 존재한 적이 있는지, 현재의 화성은 생명체가 생존할 수 있는 환경인지를 확인하는 것이다. 지금까지 보낸 화성탐사선 중 가장 크고, 많은 탐사 장비를 갖춘 이유도 바로 여기에 있다. 앞으로 687일(1화성년) 동안 큐리오시티는 화성의 바위와 토양을 채취한 뒤 분석하고 실험할 예정이다. 그런데 단지 화성에 미생물이 사는지 확인하는 것만을 위해 미국이 25억 달러(약 2조8250억 원)라는 어마어마한 돈을 투자한 게 아니다. 더 구체적인 목표는 ‘화성 환경이 생명체가 살기에 적합한지’ 확인하려는 것이다.

최영준 한국천문연구원 박사는 “이전에 보낸 탐사선을 통해 과거 화성에 물이 존재했다는 증거는 여러 차례 확인했다”며 “물은 생명체 존재 가능성을 보여 주는 것이기 때문에 이번 탐사를 통해 미생물 등 생명체의 존재 가능성을 구체적으로 확인할 것”이라고 말했다.

실제로 화성에서 생명체를 발견한다면 우주탐사 역사상 가장 큰 이슈가 될 것으로 전망된다. 그러나 생명체가 아닌 그 흔적만 발견하더라도 엄청난 과학적 성과라고 전문가들은 입을 모은다. 이유 충남대 천문우주과학과 교수는 “화성은 중력과 대기가 있어 달보다 지구와 더 비슷한 환경이다”라며 “만약 화성이 생명체가 살기에 적합하고 개발하기 좋은 환경이라고 확인된다면 인류는 화성을 ‘제2의 지구’로 개발할 수도 있을 것”이라고 말했다.

○ 앞선 화성탐사선, 제2의 지구의 조건 ‘물’ 발견

화성을 제2의 지구로 삼으려면 사람이 사는 데 꼭 필요한 물을 찾아야 한다. 이미 1960년대 미국과 옛 소련이 이런 기초 작업을 시작했다. 한 발짝 앞선 것은 미국이다. 미국은 1965년 마리너 4호를 화성에 접근시켜 사진을 찍고 자료를 지구로 전송하는 데 성공했다. 지금처럼 안정적으로 자료를 보낼 수준은 아니었지만 화성 탐사의 가능성을 열었다는 점에서 큰 의미가 있다.

화성 표면 착륙은 1971년 12월 2일, 옛 소련의 화성탐사선 ‘마스 3호’가 최초로 성공했다. 그러나 착륙 수 초 뒤 원인을 알 수 없는 불길에 휩싸여 소실되고 말았다. 1970년대 이후 주춤했던 화성 탐사는 1997년 7월 4일 화성에 도착한 ‘마스 패스파인더’호에 의해 새로운 기회를 맞았다. 모선인 ‘프로브’와 탐사 로봇 ‘소저너’로 구성된 마스 패스파인더는 착륙지점 주변을 돌아다니며 화성에 대한 상세한 사진 자료를 보냈다. NASA는 이 자료에서 아레스 발리스 평원이 300만 년 전에 있었던 홍수로 만들어진 지형이라는 점을 밝혔다. 생명체가 살 수 있는 조건인 ‘물’이 화성에 있다는 간접 증거를 찾아낸 것이다.

결국 NASA는 2008년 화성에서 물을 찾아내는 데 성공했다. 2008년 5월 25일 화성에 도착한 화성탐사선 ‘피닉스’는 화성 표면의 물질을 분석할 수 있는 장비로 흙을 분석했다. 그 결과 7월 31일 화성에 물이 있음을 공식 발표하기도 했다.

○ 다음은 인류가 화성에 간다?

큐리오시티가 보낸 자료에서 생명체의 흔적이 발견된다면, 큐리오시티 다음에 화성을 밟는 건 로봇이 아닌 인간이 될지 모른다. 실제로 NASA는 2030년경에 화성으로 유인탐사선을 보낼 계획이다. NASA뿐만 아니라 네덜란드와 러시아에서는 이보다 빠른 2023년과 2025년에 우주인을 보낼 계획을 세우고, ‘마스 500 프로젝트’ 같은 모의 화성탐사 실험을 진행하기도 했다.

화성탐사는 우주개발에 대한 인간의 도전이면서, 지구를 대신할 ‘우주 영토’ 확보를 위한 발걸음인 셈이다.

 

 

로봇팔로 암석 뚫고 성분 분석

 

■ 선배 탐사로봇 뛰어넘는 실력의 큐리오시티

 

큐리오시티는 과거 화성에 도착한 선배 로봇들과는 격이 다르다. 이미 화성에서 활동했던 이동형 로봇인 ‘오퍼튜니티’나 자체 실험 능력을 가진 ‘피닉스’보다 훨씬 진화했다.

큐리오시티의 길이는 오퍼튜니티의 2배 정도인 3m이며, 무게는 약 5배인 900kg에 이른다. 여기에는 정교한 첨단 과학센서 및 실험장비도 10가지가 실려 있다.

가장 눈에 띄는 것은 2.2m 길이의 로봇팔. 공상과학(SF) 영화에서 본 듯한 이 로봇의 팔에는 드릴이 달려 있다. 이를 이용해 암석에 5cm 정도 구멍을 뚫고 성분을 분석해 게일 분화구 근처에 생명체가 살았었는지를 조사한다. 암석을 분석할 수 있는 화학카메라인 ‘켐캠(ChemCam)’은 레이저, 망원경, 카메라, 분광사진기로 구성돼 있다. 100만 W의 적외선 레이저를 발사해 7m 떨어진 암석의 성분도 파악할 수 있다. 이를 통해 과거 화성의 환경을 알 수 있는 광물 단서를 찾는다.

이런 관측 장비로 모아진 정보는 두 가지 방식으로 지구에 전달된다. 큐리오시티에 달려 있는 무지향성 안테나로 미 항공우주국(NASA)에 정보를 보내거나 극초단파(UHF) 안테나로 화성궤도탐사선에 보내면 탐사선이 이를 받아 NASA로 전송한다. 이런 통신방식은 NASA가 지구상에서 큐리오시티를 조종하는 데도 사용된다. NASA 연구원들은 큐리오시티의 중앙컴퓨터와 보내온 영상을 확인해 임무를 제대로 수행할 수 있도록 돕는다.

착륙 지점을 게일 분화구로 선택한 것은 생명체의 흔적을 찾기 위해서다. 약 35억∼38억 년 전 만들어진 곳으로, 당시에는 화성과 지구를 비롯한 태양계 행성들이 운석의 충돌에 시달렸던 시기다. 게일 분화구 중심부에 있는 5.4km 정도 높이의 산도 이런 운석 충돌로 생긴 퇴적물 잔해가 쌓여 만들어졌다. 과학자들은 이 산이 화성의 지질학적 역사와 생명체 존재의 비밀을 푸는 열쇠를 쥐고 있는 것으로 파악하고 있다. <박태진 동아사이언스 기자 >