화성탐사~

　◆제2의 지구=화성은 지구의 대표적인 \'이웃 행성\'이다. 거리만 놓고 보면 금성이 더 가깝다. 외형적 크기도 금성이 지구와 더 비슷하다. 금성의 지름·질량이 각각 지구의 약 0.9배, 0.8배인 반면 화성은 0.5배, 0.1배다. 그런데도 금성이 아닌 화성이 \'제2의 지구\'로 불린다. 한국항공우주연구원의 이주희 우주과학연구팀장은 그 이유를 \"태양계 행성 가운데 화성의 환경이 지구와 가장 유사하기 때문\"이라고 설명한다.

　화성의 자전주기는 24시간37분이다. 자전축도 지구와 비슷하게 25도 정도 기울어져 있어 계절 변화가 있다. 반면 금성의 자전 주기는 243일이다. 자전축 기울기는 3도, 회전 방향은 지구와 반대다. 이 때문에 태양이 서쪽에서 떠서  동쪽으로 진다.

　대기성분은 엇비슷하다. 이산화탄소(CO2)가 대부분이다. 하지만 지표 기압은 화성이 0.006기압(지구의 0.75%), 금성은 90기압(지구 바닷속 800m 깊이 압력)이다. 그만큼 열 손실 차이가 크다. 화성의 평균 온도는 영하 80도인 반면 금성은 영상 466도나 된다.

둘 다 극단적인 환경이지만 생명체 존재 가능성은 화성 쪽이 높다. 먼 훗날 인류가 우주로 이주한다면 \'후보지 1순위\'도 화성이라는 게 과학자들의 얘기다.

　◆2년 만에 돌아온 기회=화성까지 가는 길은 멀다. 가장 가까이 접근했을 때가 5500만㎞다. 이 거리를 직선으로 날아가자면 막대한 에너지가 필요하다. 이 때문에 탐사선들은 대개 \'호만 전이 궤도(Hohmann transfer orbit)\'를 이용한다. 화성·지구가 수평(180도)을 이루는 지점을 타원형으로 연결하는 비행 궤도다.

　원리는 이렇다. 먼저 발사체(로켓)를 이용, 탐사선을 지구 공전 방향으로 쏘아 올린다. 지구 저궤도에 오른 탐사선은 잠시 지구를 따라 돌다 자체 부스터를 점화해 화성행 궤도로 갈아탄다. 이렇게 지구 공전 속도(초속 29.78㎞)에 \'무임승차\'한 뒤 초속 2.95㎞의 속도만 더 내면 \'손쉽게\' 화성까지 날아갈 수 있다. 직선 궤도에 비해 멀리 돌아가지만 에너지 소비를 최소화할 수 있는 방법이다.

　이때 중요한 게 타이밍이다. 지구·화성의 공전 위치·속도 등을 정밀하게 계산, \'제때\' 탐사선을 쏴야 한다. 약 2.135년(780일)에 한 번씩 이런 기회가 오는데, 이달이 딱 그때다. 각국이 유독 이달 탐사선 발사에 열을 올리는 이유다.

　구체적인 발사가능시간대(launch window)는 탐사선 성능 등에 따라 조금씩 차이가 난다. 큐리아서티의 경우 25일부터 다음 달 18일까지다. 이 기간 내에 발사를 마쳐야 한다. 제대로 궤도를 탄다면 내년 8월 화성에 도착한다.

　◆화성의 저주=화성 탐사는 1960년대 시작됐다. 미국과 소련(현 러시아)이 치열한 경쟁을 벌였다. 먼저 치고 나간 쪽은 소련이다. 60~63년 사이에 5대의 탐사선을 잇따라 발사했다. 하지만 모두 실패했다.

　그사이 미국이 전세를 역전시켰다. 64년 메리너 4호, 71년 매리너 9호로 최초의 근접 관측, 궤도 진입에 성공했다. 소련은 71년 마르스 3호를 화성 표면에 착륙시켰지만 15초 만에 교신이 끊겨 \'절반의 성공\'에 그쳤다. 미국은 이후에도 ▶첫 표면 착륙 성공(76년 바이킹 1·2호) ▶로버 탐사(97년 소저너, 2004년 스피릿·오퍼튜니티) ▶최장기 탐사(2001년~현재, 마르스오디세이) 등 새 이정표를 여럿 세웠다.

　하지만 전체적으로 화성 탐사의 성공률은 매우 낮은 편이다. 현재까지 43회 시도 가운데 3분의 2 이상이 실패했다. 러시아는 이달 초 발사했던 \'포보스-그룬트\'를 포함, 그간의 시도 대부분이 실패로 돌아갔다. 일본이 98년 발사한 노조미(のぞみ·희망)는 화성 본궤도에 진입하지 못했다. 미국도 99년 착륙 과정에서 화성기후탐사선(MCO)과 화성극지착륙선(MPL)을 잃었다.

워낙 실패가 잦다 보니 한때 과학자들 사이에선 \'화성의 저주(Mars Curse)\'란 괴담이 떠돌기도 했다.

레이저를 쏴 암석 성분을 분석하는 화학카메라(ChemCam), 동위원소 탐지기 등 10종류다.

　NASA는 이를 이용해 화성의 생명체 거주 가능성(habitability)을 파헤친다는 계획이다. 생명체가 살기 위해선 세 가지 조건이 필수다. 액체 상태의 물과 화학적 양분, 에너지원이다.  하지만 기존 탐사선·로버들은 물의 흔적 좇기에 급급했다. 반면 큐리아서티는 다양한 탑재장비를 활용해 광물, 탄소화합물의 성분 등 \'화성에 대한 가능한 모든 것\'을 알아낸다는 계획이다.

　단점도 있다. 태양전지를 이용했던 이전 로버들과 달리 큐리아서티는

플루토늄238로 만든 핵전지를 쓴다. 발사가 실패하면 안전 문제가 생길 수 있다.

- 중앙일보 김한별 기자 -

큐리아서티,화성탐사캡슐 화성 지표면 착륙 예상도

캡슐이 화성지표면에 낙하하면서 큐리아서티 로봇을 착륙시키는 예상도.

 

 

 

 

 

캡슐로부터 낙하산을 펴고 중력가속을 줄이며 내려오는 모습이다.

 

착륙우주선이 연료를 분사하며 착륙지점에 안착하는 모습

탐사로봇 큐레아서티를 지표면에 안전하게 내리고있는 모습

 

- 그래픽 자료출처 NASA 홈페이지 -

　지구와 가장 유사한 행성 화성에 생명체 존재여부에 관해 그동안

여러가지 주장들이 참으로 많이들 제기되온 가운데,

이번에 NASA에서 뭔가를 벼르고 탐사작업에 착수하는 모습입니다.

미국현지시각 오는 11월26일 계획되로 발사에 성공하기를 바라면서

이번에는 정말 궁금증이 풀릴만한 탐사가 이루어졌으면 하는 마음입니다...!

 

- 호만 괘도 란 -

행성의 공전 에너지를 이용해 연료 소모를 줄이는 비행 궤도.

지구와 탐사하려는 행성을 타원으로 연결한다.

직선 궤도에 비해 멀리 돌아가지만 연료 소모를 최소화할 수 있다.

이 궤도를 이용하면 금성까지 146일, 화성까지 259일 정도에 갈 수 있다.

독일 건축가·과학자인 발터 호만(Walter Hohmann)이

1925년 \'천체의 접근 가능성\'이라는 논문을 통해 처음 발표했다.