이미 달에 도달한 인류의 다음 목표는 화성이다. 화성 도달을 위해 개발을 진행 중이며 2020년 경에는 화성을 목표로 한 계획이 발표되기도 했다. 이런 이유로 친근하게 느껴질 수 있지만 화성 여행에는 인류가 직면할 위험이 남아 있다.

미 항공우주국 나사(NASA) 에임스연구센터 수석 과학자인 크리스 맥케이(Chris McKAY)는 나사 우주 개발 계획에 종사 중인 인물이다. 그에 따르면 첫 번째 위험은 로켓 폭발. 우주에 가려면 당연히 로켓이 필요하다. 고도의 기술을 투입하고 있지만 연료 덩어리인 로켓에 문제가 발생해 폭발하면 무사할 가능성은 거의 제로다.

나사의 경우 우주왕복선 계획에서 우주 비행사 833명을 우주로 보냈다. 이 중 1986년 챌린저 폭발 사고와 2003년 콜롬비아 공중 분해 사고로 모두 14명의 목숨을 잃었다. 화성에 인류를 보내겠다고 공언한 스페이스X도 마찬가지다. 인명 관련 사고는 발생하지 않았지만 보급선이나 인공위성을 발사할 때 폭발 사고가 발생한 것이다.

다음은 우주 방사선이다. 만일 로켓 발사에 성공했다고 해도 위험이 지나간 건 아니라는 것. 화성에 도달하려면 긴 시간 동안 우주 공간을 이동해야 한다. 이 때 문제가 되는 게 바로 항성 등에서 방출되는 우주 방사선 피폭이다.

우주 방사선은 높은 에너지를 갖고 우주룰 날아다니는 작은 입자로 감마선이나 엑스선, 자외선 등 종류로 나뉘어져 있다. 이들은 모두 생물에 영향을 미친다. 지구에선 지자기와 대기가 있어 우주 방사선 대부분은 지표에 도달하지 못한다. 하지만 화성에 탐사하는 나사 탐사선인 큐리오시티 관측 결과 화성에는 대량 우주 방사선이 쏟아지고 있다고 한다.

때론 태양에서 발생하는 태양 플레어의 영향도 엄청나다. 태양 플레어는 높은 에너지를 지닌 우주 방사선을 방출한다. 1989년 발생해 지구에 도달한 자기 폭풍과 태양 플레어는 캐나다 퀘벡주에 대정전 사태를 불러일으키는 등 피해를 줬다. 태양 플레어가 항해 중인 우주선을 공격하면 안에 있는 승무원에게 문제가 발생할 수 있다.

긴 시간에 걸쳐 화성에 도착해도 착륙 실패 위험이 남는다. 화성 대기는 지구의 100분의 1 수준 희박한 상태다. 따라서 지구 대기권에 돌입할 때처럼 대기와의 마찰을 이용한 감속이 없다. 화성에 로켓을 착륙시키려면 로켓 엔진을 역분사해 감속을 하는 작업이 필요하다.

화성 탐사선 큐리오시티를 착륙시킬 때에도 같은 문제에 직면했다. 1톤짜리 탐사선을 착륙시키는 것만으로도 상당한 고생을 해야했다. 따라서 앞으로 수십에서 수백 명을 태운 화성행 로켓을 착륙시키는 건 쉽지 않다는 건 분명하다.

다음은 중력이다. 행성 크기 자체가 지구보다 작은 화성에선 그만큼 중력도 약하다. 이런 약한 중력은 인체에 영향을 미친다. 우주에서 생활할 때 우주비행사는 정기적으로 체력 훈련을 한다. 이는 무중력 공간에서 근육과 골격이 퇴화하는 걸 방지하기 위한 것이다. 그럼에도 불구하고 지구로 귀환한 우주비행사는 보행에 어려움이 있을 수도 있다고 한다.

또 우주에서 시력 저하도 생각해볼 수 있다. 그 뿐 아니다. 화성 중력은 지구의 38% 수준이다. 이런 환경이 인체의 근육과 골격, 시력에 어떤 영향을 미칠 것인지에 대해 아직도 미지수인 상태다.

다음은 질식 위험이다. 아무리 우주복을 입고 있어도 여기에는 질식 위험이 존재한다는 건 변함이 없다. 화성 대기압은 지구의 100분의 1 정도다. 우주복과 전용 캡슐 없이 인간은 살 수 없다. 또 화성의 모래는 미세하다. 약한 중력 탓도 있어서 쉽게 기기 틈새를 비집고 들어가버릴 가능성도 있다. 이렇게 되면 장비에 문제가 발생할 수도 있다.

이런 이유로 화성 환경을 인간이 살 수 있게 바꾸는 테라포밍 구상도 오래 전부터 제창되고 있다. SF에서나 볼 법한 일이라고 생각할 수 있지만 과학계에선 현실성 있는 얘기로 연구가 되고 있기도 하다. 테라포밍은 먼저 메탄가스를 이용해 행성 전체를 온난화시켜 대기압과 대기 중 이산화탄소 증가로 식물이 자랄 수 있는 환경을 만든다. 그런 다음 식물이 산소를 생성해 생물이 살 수 있는 환경을 만들자는 것이다.

다음은 토양 문제. 테라포밍이 끝나면 생활에 빼놓을 수 없는 식량 생산이 필요하다. 영화 마션에선 화성에 남겨진 우주비행사가 생존을 위해 화성 토양을 바꿔 감자 재배에 성공한다. 하지만 실제로는 화성 토양을 그대로 이용해 작물 성장에 이용하면 안 된다. 이유는 토양에 포함된 맹독인 퍼클로레이트 때문이다.

과염소산염은 인체의 갑상선에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 이 토양에서 만든 작물을 먹으면 인체는 안 좋은 영향을 받게 된다.

마지막은 화성에 갈 우주비행사가 특수 환경에서 견딜 수 있느냐는 것이다. 몇 년에 걸쳐 우주선이라는 폐쇄된 상태에서 화성으로 가면 그곳에선 화성의 유일한 인류로 활동을 한다. 우주비행사가 이런 환경에서 어떤 심리 상태에 빠지게 될지 아무도 경험한 적이 없다.

1980년대 실험실에 인공 생태계 바이오스피어2를 만들고 폐쇄된 공간에서 인간이 살 수 있느냐는 걸 검증한 바 있다. 당초 100년을 계획한 이 미션은 2년 만에 파탄 상태에 빠졌다. 이유는 현장에 산소가 잘 공급되는 않는 것 등으로 인한 심리적 영향이어다고 한다.

먼저 화성으로 떠날 우주비행사는 다시 지구로 돌아오지 않을 각오로 참여한다고 할 수 있다. 아직까지 미지의 땅을 해명하고 인간의 탐구심을 만족시키려면 위대한 희생이 따르게 될 피할 수 없는 상황을 접하게 될 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=8yU33cguGaY

이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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