행성 전체 테라포밍 아닌 국지적 개조로 접근
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'붉은 행성' 화성을 인류가 살 수 있게 개조하는 이른바 '테라포밍(terraforming) 마즈'는 현재 기술로는 사실상 불가능한 것으로 알려져 있다.
화성 북극의 얼음을 기화시켜 대기 압력을 높이면 기온이 오르고 물도 확보돼 인간이 생활할 수 있는 행성으로 만들 수 있다는 주장이 한동안 각광을 받았다. 이는 과학자들에게 영감을 주기도 했지만 화성에서 구할 수 있는 자원을 모두 활용해도 대기압을 지구의 7% 수준으로밖에 늘리지 못한다는 연구 결과가 나오면서 찬물을 뒤집어쓴 상황이 됐다.
그러나 화성 전체가 아니라 소규모로 진행한다면 이미 개발된 기술로도 인류가 살 수 있는 환경을 만드는 것이 가능하다는 새로운 연구 결과가 나와 주목받고 있다.
미국 하버드대학과 제트추진연구소(JPL)에 따르면 이 대학 환경과학공학 조교수 로빈 워즈워스 박사가 이끄는 연구팀은 화성탐사 로버에 이미 활용되고 있는 '실리카 에어로젤(silica aerogel)'을 이용해 화성을 국지적으로 생명체가 살 수 있는 곳으로 바꾸는 연구 결과를 과학저널 '네이처 천문학(Nature Astronomy)' 최신호에 발표했다.
에어로젤은 99%가 공기로 이뤄진 스티로폼 같은 고체로 극도로 가볍고 단열효과가 뛰어나며, 반투명성이어서 가시광선은 통과시키고 유해한 자외선은 차단하는 특징을 갖고있다.
연구팀은 화성이 태양계에서 지구 다음으로 생명체가 살기에 적합한 곳이지만 생명체에 적대적 환경을 만드는 극도의 추위와 자외선을 막을 수 있는 물질을 찾다가 에어로젤의 가능성에 주목하게 됐다.
이 기술은 이미 화성에서도 입증됐다. 화성의 극지방 얼음은 물이 얼어 만들어진 지구와 달리 드라이아이스처럼 이산화탄소(CO₂)가 추가돼 있다. 이 CO₂ 얼음은 기체 상태일 때와 마찬가지로 태양 빛은 통과시키고 열을 가둬두는 역할을 하는데 연구팀은 이를 통해서 에어로젤에 대한 영감을 얻었다.
에어로젤 대부분은 유리에서 발견되는 것과 같은 실리카(이산화규소)로 만드는데, 연구팀은 2~3㎝ 두께의 실리카 에어로젤로 진행한 실험에서 화성 표면이 받는 태양 빛과 같은 정도의 램프 빛만으로 표면 온도를 65도까지 끌어올리는 결과를 얻었다.
연구팀은 이런 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 실리카 에어로젤 얇은 층만으로 화성 중위도 지역의 평균 온도를 지구 수준으로 끌어올릴 수 있다는 점을 입증했다. 중위도지역의 겨울철 밤 온도는 영하 90도까지 떨어진다.
워즈워스 연구팀은 실험실에서 벗어나 칠레 아타카마 사막이나 남극 맥머도 드라이 밸리 등 화성과 비슷한 기후를 가진 곳에서 현장 실험을 통해 에어로젤의 효과를 확인할 계획이다.
연구팀은 실리카 에어로젤을 이용해 주거용 돔을 만들거나 자족형 생물권을 만들 수 있을 것이라면서 이를 넓은 지역으로 확대할 때는 특별한 물리학이나 기술이 필요 없고 단지 얇은 층의 에어로젤만 있으면 된다고 덧붙였다.
그러나 에어로젤이 공기보다 가볍다고는 해도 이를 지붕으로 만들어 씌우려면 엄청난 양을 화성으로 운송하거나 현장에서 만들어 써야 하는 등 실용화까지는 해결해야 할 공학적 문제가 산적해 있는 것으로 연구팀은 밝혔다.
연구팀은 보도자료를 통해 "소규모 지역에 국한해 거주할 수 있는 환경을 만드는 것은 화성 전체를 대상으로 테라포밍을 하는 것보다 훨씬 더 달성하기 쉽다"면서 "(화성 안에) 살 수 있는 작은 섬을 만드는 시스템은 우리가 통제할 수 있고 규모를 조정할 수 있는 방식으로 화성을 바꿔나갈 수 있게 해 줄 것"이라고 밝혔다.
