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화성에 거주할 공간은 ‘얼음집’

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작성일 2017-01-04
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화성에 거주할 공간은 ‘얼음집’

NASA 과학자들 '화성얼음집' 개념 발표



만약 인간이 화성에 도착한다면, 화성에 거주하는 동안 머물 곳은 어떤 형태여야 할까?

화성에 오랜 시간을 걸려 방문했기 때문에 단 며칠이나 몇 시간 머물고 돌아올 수는 없다. 화성이 지구에서 아주 멀기 때문에 지금도 우주상공에 떠 있는 국제우주기지(ISS International Space Station)처럼 지을 수도 없다.

에스키모 이글루 같은 ‘둥근 얼음집’ 제안

화성탐사에 대한 국제적인 관심인 높아지는 것에 맞춰서, 우주과학자들은 슬슬 인간이 화성에서 ‘머물 곳’에 대해 고민하기 시작했다. 미국 우주항공국(NASA) 과학자들은 ‘화성집’의 기본 개념도를 ‘얼음으로 뒤덮힌 집’으로 정의하고 정식 이름을 ‘화성얼음집’(Mars Ice Home)으로 발표했다.



나사 과학자들이 구상한 ‘화성얼음집’ 개념도 ⓒ NASA


버지니아 주 햄프턴에 있는 랭글리 연구센터(Langley Research Center) 연구원들은 새해를 앞두고 가진 집중적인 토론을 거쳐 “최소한 수 주 이상 머물러야 하므로 집과 같은 개념이어야 한다”고 화성얼음집을 발표한 배경을 설명했다.

나사가 발표한 ‘화성얼음집’은 겉 모양은 에스키모인들이 거주하는 이글루(igloo)와 같이 둥근 돔 형 구조이다. 그리고 이글루처럼 외벽은 모두 두꺼운 얼음으로 채워질 것으로 예상했다.

과학자들은 “화성의 높은 온도를 견디고 우주에서 쏟아지는 우주선에서 인간을 보호하려면 두꺼운 얼음으로 된 얼음집이 가장 적합하다”고 나사 웹사이트에 올린 보도자료를 통해 밝혔다.

화성얼음집은 많은 장점이 있다. 풍선처럼 부풀려서 만들므로 일단 가볍다. 또 간단한 자동기계장치만 있으면 사람이 없어도 설치할 수 있다. 더욱 중요한 것은 많은 재료를 화성에서 직접 구해서 제작한다는 점이다.

화성얼음집의 주요한 목적은 우주선(cosmic rays)같이 높은 에너지에서 우주인을 보호하는 것이다. 우주선은 인간의 세포를 파괴해서 암 같은 질병을 유발한다.

얼음은 수소가 풍부하기 때문에 우주선을 막아주는 보호막 역할을 한다. 화성얼음집은 하늘에서 쏟아지는 우주선을 막기 위해 지붕쪽을 매우 두껍게 설계했다. 화성얼음집은 자외선 노출이나 입자노출 혹은 때로는 원자 산소에서 보호해야 한다. 영화 ‘마션’에 나온 것 같이 과장되지는 않았지만, 먼지폭풍에도 견뎌야 한다.

그리고 화성얼음집의 물은 필요할 경우 화성에서 귀환하는 비행체의 로켓연료로 사용할 수 있다. 더구나 화성에 이미 있는 물을 이용하는 것이 얼음집 아이디어가 나온 배경 중 하나이다

화성에 있는 물, 이산화탄소 이용 가능

그렇다면 현재 구상중인 크기의 화성얼음집을 짓는데 필요한 물을 채우려면 얼마나 긴 시간이 필요할까. 과학자들은 화성 지하에 있는 물을 추출할 수 있는 양은 하루 1㎥로 추정한다. 이를 기준으로 보면 2명이 거주하는 화성얼음집에 들어갈 물의 양은 대략 400㎥정도이므로, 화성얼음집을 가득 채우려면 400일이 들어갈 것으로 과학자들은 추정했다. 물론 물 추출 기술이 더 발전하면 이 기간은 단축될 것이다.



화성얼음집 단면도 ⓒ NASA


화성얼음집에서 중요한 것은 다양한 일을 할 수 있는 실내 작업장이다. 얼음집 내부의 기온을 관리하려면 얼음과 거주 공간 사이를 분리하는 차폐막이 필요하다. 과학자들은 이산화탄소 가스로 차폐막을 구성할 것으로 예상한다. 우주과학자들은 화성에는 물 외에 이산화탄소도 조달이 가능한 것으로 보고 있다.

화성얼음집 구상은 다른 아이디어를 물리치고 나사 과학자들의 선택을 받았다. 만약 지구에서 구조물을 지어 화성으로 쏘아 올린다면, 그 엄청난 무게를 이동하는데 많은 시간과 비용이 들어갈 것으로 예상된다.

자외선 등 우주에서 쏟아지는 다양한 유해물을 차단하려면 아마도 가장 좋은 방법은 땅을 파고 들어가는 것일지 모른다. 그러나 이 역시 복잡한 기계장치가 필요하고, 인간이 지하 땅속에 두더지 같이 들어가는 것이어서 선택을 받지 못했다.

이에 비해 화성얼음집은 반투명이어서 외부의 빛을 내부로 끌어 들여 마치 사람이 집에 거주하는 것 같은 편안한 느낌을 준다.

나사 과학자들은 “우주비행을 마친 우주과학자들이 화성에 도착하니, 다 지어진 둥근 얼음집이 우주인을 맞는다면 얼마나 멋진 일인가?”라고 발표했다.

나사 과학자들이 제안한 얼음집은 아직은 구상단계이기는 하지만, 화성에 가서 인간이 마주칠 다양한 문제점을 생각해볼 때 매우 훌륭한 해결책으로 여겨진다.


심재율 객원기자
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저작권자 2017.01.03 ⓒ ScienceTimes