미래의 우주

1. 인간은 화성에서 살수 있을 것인가?

By Jeffrey Kluger

만일 당신이 2007년 10월에 화성으로 여행갈 수 있는 네 명의 사람들 가운데 한 사람이 아니라면, 그 날을 학수고대할 어떤 특별한 이유는 아마도 없을 것이다.

2007년 10월은 유인 우주선이 화성으로 갈 수 있는 가장 적당한 시기이다. 왜냐하면, 그 때쯤에 지구와 화성은 일직선상에 놓여, 가장 거리가 가까워 지게되고, 8개월도 채 안 걸려 화성에 도착할 수 있기 때문이다. 화성의 어느 지역에 착륙하게 될 지에 대해서는 말하기가 어렵다. 그러나, 아마도 당신은 넓은 화성 적도대 근처 어딘가에 착륙하게 될 것이다. 화성의 적도 이외의 다른 지역인 경우, 기온이 영하 140도라는 살인적인 추위로 떨어지는 반면, 화성의 적도 지역에서는 셔츠 바람으로 다녀도 될 만큼, 기온이 영상 20도 정도로 쾌적하다. 하지만, 화성의 희박하고 독성이 강한 공 기 때문에, 셔츠만 입고 다닌다는 것은 과히 불가능한 일 일 것이다.

이와 같이 화성의 임시 정착지가 살기 힘든 곳이라 해도, 당신이 도착한 후 2년 후에는 다른 사람들이 화성으로 오게 될 것이고, 다시 2년이 흐르고 나면, 또 다른 사람들이 나타나게 될 것이다. 그리하여 2017년이 되면-올해 태어난 아이들이 투표 권을 가질 나이가 될 쯤에-다른 세상에 인류의 최초의 작은 정착지가 자리를 잡게 될 지도 모른다.

심지어 우주 여행을 하는 사람에게도 화성으로의 여행은 큰 꿈이다. 아폴로 우주 비행사들이 가까운 달 표면을 일상적으로 왕복하던 때만 해도, 화성은 당연히 다음 목표로 보였었다. 그러나 지난 25년간, 우리가 해냈다고 할 만한 최고의 업적은 몇 몇 무인 화성 탐사선들에 불과하다. 가장 최근에 폭발한 두 대의 탐사선과 지난주 실패의 책임을 NASA의 실수로 돌리는 신랄한 보도 이후, 화성 여행은 우리의 한계 를 넘어서는 것으로 보였다.

그럼에도 불구하고, 화성은 다시 우주 여행 일정에 오르고 있다. NASA와 민간 부문의 과학자들은 은밀히 화성여행계획을 세워왔고, 우주선에 대해서도 대략이나마 설계를 한 상태여서, 그들은 화성 유인 착륙이 가능한 일일 뿐 만 아니라, 경제적으 로도 실현 가능하다고 말한다. 그들은 하드웨어적 장비도 대부분 갖추고 있다고 생 각하며, 자금도 확보가능한 수준이라고 주장하고 있다. 휴스턴의 존슨 우주 센터의 우주비행 연구 소 소장인 NASA의 Bret Drake는 “25년 이내에, 우리는 인간의 화성 탐사를 일상적으로 가능케 만들 수 있을 것이라고 예상합니다.”라고 말한다.

화성착륙의 성공의 열쇠는 그것을 명석하게 그러면서도 적은 비용으로 해내는 것이다. 1989년에, 아폴로 11호의 달 착륙 20주년 기념일 동안, 부시 미 대통령은 NASA로 하여금 인간의 화성착륙방안을 마련하도록 촉구하였다. 결국 NASA는 대 규모의 30년 계획을 다시 시작하게 되었는데, 이 계획은 우주선 구축실과 지구 저궤 도의 연료 정거장 설치를 포함하고있고, 실행하는데 드는 비용이 자그마치 입이 쫙 벌어질 4천 5백억 달러에 이른다.

이 프로젝트의 비용을 끌어올리는 것은 화성에 도착하는데 필요한 우주선의 크 기이고, 우주선의 크기를 크게 만드는 요인은 그와 같은 장기 여행에 필요한 총 연 료와 기타 소모품들이다. 그러나 실제로 화성은 멀리 떨어진 곳(가장 멀리 떨어질 때는 달에 비해 1000배나 먼 거리에 위치함)이지만, 달에는 없는 것들을 많이 가지 고 있는 행성이다. 가장 눈에 띄는 차이가 대기인데, 이것이 달 착륙과 화성 착륙을 완전히 다르게 만드는 요인이다.

지난 10년간-NASA의 1989년 계획이 나온 이래로-우주 공동체는 ‘³⁸⁾화성직행계 획(the Mars Direct Plan)’이라 불리는 우주 탐사 시나리오에 대해 흥미를 보여왔

다. NASA의 한 하청업체인 ‘마틴 마리에타사(Martin Marietta Astronautics)’의 기 술자들에 의해 개발된 이 계획은 단순히 화성을 방문하는 것 뿐 만 아니라, 그 낯선 땅에서 정착하는 것까지 포함하고 있다.

이르면 2005년에, 지구와 화성은 26개월마다 이뤄지는 일직선상에 놓이게되는데, 그때 이 계획에 따라 연료탱크와 선실을 비운 채로 4인용 우주선을 화성으로 이륙 시키게 된다. 화성 표면에 착륙하면, 우주선은 95%가 이산화탄소인 화성의 대기를 반응실 안으로 주입시키게 될 것이다. 그 안에서 화성대기는 수소와 만나 반응을 일 으켜, 메탄, 물, 산소로 분해된다. 메탄과 산소는 우수한 로켓 연료를 만들어내고, 물 과 산소는 인간에게 필요한 자원이 된다. 이러한 모든 소모품들은 우주선 내부에 있 는 탱크 속에 저장될 수 있다.

2년 후에, 화성과 지구가 다시 일직선상에 놓이게 되면, 다른 우주선-이번에는 승객을 태우고-이 화성으로 보내지게 되고, 화성 표면에 있는 자동으로 조정되는 우 주선과 합류하게 될 것이다. 우주비행사들은 18개월 동안 화성에서 탐사활동을 하 고, 타고 온 우주선에서 주로 지내다가, 지구로 다시 돌아오게 될 때에는, 화성에 이 미 있던 우주선에 올라타 지구로 귀환을 하게 될 것이다. ‘화성의 실태(the Case for Mars)’의 저자이자, 화성계획을 개발한 공학자중의 한 사람인 Robert Zubrin은 “이 러한 화성비행을 여러 번 하다보면, 화성 표면에 산발적으로나마 작은 생활 터전들 이 생겨나게 되고, 이후에 화성 계획의 전초기지로서의 역할을 해 줄 것입니다.”라 고 말한다.

이러한 화성직행계획이 주목을 끄는 이유는 그 계획 이면에 깔린 과학적 이론이 너무도 평범하기 때문이다. 우주 비행사들이 살게 될 우주선은 ³⁹⁾머큐리 프로그램 이 실행된 이래로, NASA가 지금껏 만들어온 동일한 가압비행선들(pressurized

38) 화성직행플랜(the Mars Direct Plan)은 1990년 8월, 덴버의 마틴 마리에타사의 기술자들 인 Robert Zubrin과 David Bake가 제안한 것으로서, 이전의 계획보다 간단하고 싸면서도 더 효과적인 유인 비행계획이다.

39) 머큐리 계획은 미국 최초의 유인위성 발사계획이며, 머큐리란 말은 로마신화에서 신들 의 사자(使者), 전령의 신 이다. 이 계획은 소련의 유인 우주비행을 1959년으로 예상하 고, 가능하면 이를 앞지르기 위해서 시도된 것으로서, 1958년 10월 미국 항공우주국 (NASA)의 탄생과 함께 착수되었다.

vessels)의 자형들(descendants)이다. 발사용 로켓들은 그 우주선의 부품을 이용하여 조립한 부품변형엔진들이다. 화성의 대기를 증류하여 빼내는데 필요한 기술은 1학년 화학교과서에 나오는 기본 원리들이다. 이러한 이유로, Zubrin은 이 화성직행계획이 놀라울 만큼 도전해볼만한 계획이라고 믿는다. 실제로, 다섯 번의 화성 탐사에 드는 비용이 약 40억 달러이고, 이는 아폴로 달 착륙 프로그램의 비용을 현재 달러로 환 산해 볼 때, 그 것의 절반 이하 정도라고 볼 수 있다.

그러나 적은 비용으로 화성을 여행하는 것이 가장 최선의 길일까? 최근 NASA의 무인 화성 탐사선의 실패들이 보여주듯이, 기존의 부품들로 만들어진 일시적 방편의 장비들은 비용을 절약해주기는 하지만, 화성으로 가는 비행 시간을 감안해보면, 그 기대에 미치지 못하고 있다. 따라서 존슨 우주센터의 기술자들은 다른 화성 탐사 시 나리오를 검토하고 있다. 그 계획들은 비용을 절약하는 현지 연료 제조를 포함하면 서, 동시에 6인용의 좀 더 큰 우주선과 화성 궤도에 띄울 아폴로호 스타일의 모선 (mother-ship)을 포함하고 있다. Drake는 “우리는 최선의 방책들을 받아들여, 그것 들을 합리적인 계획으로 만들고자 합니다.”라고 말한다.

어떤 방법이 채택되든지 간에, 공통적인 사실은 그러한 계획들이 수행될 수 있는 속도이다. 초기 아폴로 탐사 계획을 고안한 자들은 그들이 우주 비행사들을 지구와 가까운 우주로 보낼 수 있을지 조차 확신하지 못했고, 달로 보내는 것에 대해서는 더욱 불안해했지만, 그들과는 달리, 화성 탐사계획자들은 기본적인 우주여행기술을 보유하고 있는 상태다. 그들이 필요한 것은 화성탐사에 필요한 기계들을 고안하고, 만드는데 정부차원의 허가를 얻는 것이다.

정부로부터 허가를 받을 때까지, 화성 계획 참여자들은 일을 착수 할 수 있는 방 법들을 찾아야한다. NASA와 화성협회(the Mars Society-민간 화성탐사 옹호 단체) 의 연구자들은 캐나다 북방지대에 있는 데본 아일랜드(Devon Island)에 대한 탐험 원정을 수행하고 있다. 이 곳은 화성의 얼어붙고 건조한 황무지와 거의 유사한 지역 으로 여기서 생존기술과 탐사기술을 훈련하고 있다. 존슨 우주 센터의 연구팀은 그 들의 탐사 계획을 세밀하게 다시 수정하고 비용을 가능한 한 축소시켜 예산을 줄여 나가고 있다. Zubrin은 “현재로써 우리와 화성사이에 있는 유일한 문제는 정치적인

허가를 얻을 수 있는지의 여부입니다.”라고 말한다. 사실, 그러한 장애물은 종종 모 든 것들 가운데 가장 어려운 문제가 된다.

2. 우주 정거장은 세워질 것인가 ?

By Jeffrey Kluger

문득 떠오른 묘안인가? 아니면 쓸모 없는 낭비정책인가? 어찌됐든 간에 거대한 우주선이 그 모습을 드러내고 있다.

부동산 거래가 잘못되는 것만큼 엄청난 손해를 보는 일도 거의 없다지만, 현재 지상 373킬로미터에 엄청나게 큰 물체가 그 형태를 갖춰가고 있다. 이 지구 궤도를 선회하는 하얀 거대 물체는 ‘국제 우주 정거장(the International Space Station)’으로 알려져 있는데, 이 거대 우주 정거장의 이름이 국제적인 느낌을 줌에도 불구하고, 5 백억 달러에서 천억 달러에 이르는 대부분의 건설비용이 미국의 납세자들에 의해 충당되어질 것이라고 한다.

레이건 전 미 대통령이 우주정거장을 건설하겠다는 미국의 새 우주국의 제안을 최초로 거론한 것은 1984년 이였다. 이 우주 정거장은 지구 궤도를 선회하는 전초기 지로서, 우주국에 의하면 8년 이내에 80억 달러의 자금을 들여 건설될 것이라고 하였 다. 실제로 기술자들이 청사진을 마련하기 시작하자, 상황은 복잡해졌다. 연 이은 수 정된 계획들이 발표되었음에도 불구하고, 너무 비용이 많이 들고, 너무 어렵고, 또는 우주 유영하는 비행사들이 건설하기에는 너무 위험하다는 이유들로 계속 반대에 부 딪혔다. 1992년까지, 그 계획에 투입된 비용만 해도 이미 100억 달러에 이르게 된다.

현재 16개 국가들이 ISS건설에 참여하고있는데, 원래 계획에는 하드웨어와 노하 우를 제공하기로 약속한 러시아도 포함되어있다. 하지만, 약해질 대로 약해진 경제 와 말 많은 관료주의로 인해, 러시아는 제공하기로 한 약속을 어겨왔고, 이로 인해 미국은 부족한 많은 부분을 떠맡게 되었다. 상황은 더 악화되어, ISS가 겉으로만 번