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"어디라야 안전할까" 美-EU 화성 탐사 로버 착륙지 놓고 '고민'

2018년 11월 08일 18:50

물 흔적 발견 옥시아 플라눔, 마우스 발라스 물망
탐사 결과 착륙 안전성 고려 판단 예정
NASA 화성 탐사로버 착륙 후보지 선정 고심

이미지 확대하기유럽과 러시아가 2020년대 중반 발사를 목표로 진행하는 화성 탐사 계획에 사용될 로버의 개념도다- 유럽우주국 제공
유럽우주국과 러시아연방우주국이  2020년대 중반 발사를 목표로 공동으로 진행하는 화성 탐사 계획에 사용될 로버의 개념도다
- 유럽우주국 제공

유럽우주국(ESA)과 러시아연방우주청(로스코스모스)이 오는 2020년 화성에 보낼 탐사 로봇(로버) 엑소마스를 착륙시킬 최종 착륙장소를 두고 고민에 빠졌다. 그간 수차례 착륙 실패를 경험한데다 생명의 흔적을 찾을 만한 지역이어야 하기 때문이다. 무엇보다 로버가 최대한 안전하게 착륙할 수 있는 지형이어야 한다는 게 연구자들의 생각이다.

 

이달 7일(현지 시간) 영국 레스터대에서는 엑소마스의 최종 착륙 지역을 선정하기 위한 전문가 회의가 열렸다. 현재까지 화성 적도에 가까운 옥시아 플라눔(Oxia Planum)과 그보다 북쪽에 자리 잡은 마우스 발리스(Mawrth Vallis)가 최종 후보지로 올라있다.

 

● 물이 흐른 흔적, 생명체 먹이원 풍부했던 두 후보지

 

엑소마스 2020은 처음으로 미국을 제외한 국가가 진행하는 화성 표면 탐사 계획이다. 엑소마스 로버의 가장 중요한 임무는 과거 화성에 살던 생명체는 물론 현재 화성에 살지도 모를 생명체 흔적을 찾는 일이다. 화성에 착륙한 로버는 표면에서 2m 깊이로 땅을 파서 샘플을 채취할 예정이다.

 

최종 후보에 오른 옥시아 플라눔의 얕은 분지와 마우스 발리스의 남쪽 지역은 물의 흔적이 가장 많이 포착된 지역이다.

이미지 확대하기옥시아 플라눔(왼쪽)과 마우스 발리스의 모습이다-ESA 제공
엑소마스의 착륙후보지에 오른 옥시아 플라눔(왼쪽)과 마우스 발리스의 모습이다-ESA 제공

옥시아 플라눔은 약 39억 년 전 과거 화성에서 고원 내 분화구형 지형이던 곳이다. 점차 분화구의 경계가 침식되면서 확장됐고, 현재는 저지대 평원으로 자리하고 있다.

 

외부 충돌 흔적으로 생기는 거대한 크레이터는 거의 없다. 과거 이 곳을 흘렀던 강의 끝자락에 생기는 퇴적층인 삼각주 지형들은 최대 100㎞ 반경으로 넓게 뻗어 있다.

 

마우스 발리스는 옥시아 플라눔보다 북동쪽으로 수 백킬로미터 위쪽에 자리하고 있다. 산악지대와 저지대가 만나는 경계에 위치한 지형이다. 과거에는 북쪽의 평지로 엄청난 양의 물이 흘렀던 곳으로 추정하고 있다.

 

두 지역은 화성의 강과 호숫물의 영향으로 수 억 년 이상 암석이 깎여나가면서 생긴 점토층이 형성돼 있을 것으로 추정되고 있다. 전문가들은 철과 마그네슘으로 이뤄진 점토층에서 고대 화성에 살던 미생물의 흔적을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

실제로 지난 2012년 8월 화성 적도 남쪽 게일 분화구에 착륙한 미국의 로버 큐리오시티는 화성 표면에서 생명체의 먹이로 사용됐을지 모를 무기질 성분을 찾아내기도 했다. 하지만 아직까지 화성에서 생명체가 살았음을 증명할 직접적인 흔적은 발견되지 않았다.

이미지 확대하기2016년 화성 표면에 착륙하려다 속도 제어에 실패해, 표면에 충돌한 스키아파렐리 착륙선의 개념도다-ESA 제공
2016년 유럽우주국 스키아파렐리 착륙선이 화석에 착륙하는 모습을 담은 그림. 하지만 착륙선은 컴퓨터 오작동을 일으켜 속도조절에 실패했고 결국 표면에 충돌한 것으로 분석됐다. -ESA 제공

● 옥시아 플라눔이 더 유력 

 

두 후보지가 비슷한 성분으로 구성된 것으로 확인되면서 논의의 초점은 어디가 착륙하기에 더 안전한가에 맞춰질 전망이다. 현재까지 논의를 보면 마우스 발리스보다는 고도가 1000m가량 더 낮은 옥시아 플라눔이 더 가능성이 높다.

 

유럽은 앞서 2016년 화성 표면에 스키아파렐리 착륙선을 보냈지만 결국 실패했다. 스키아파렐리는 화성에 진입할 때 컴퓨터의 오작동이 발생해 속도를 제어하지 못했고, 시속 300㎞로 화성 표면에 충돌했다.

 

엑소마스 로버도 스키아파렐리처럼 역추진 로켓을 이용해 화성 대기에 진입할 예정이다. 학자들은 해발 고도가 낮은 옥시아 플라눔을 착륙지로 선택하면, 표면에 접근하는 로버를 제어할 시간을 더 확보할 수 있을 것으로 보고 있다. 또 위도가 높은 지역으로 탐사선을 보낼수록 착륙지점에 정확히 착지할 가능성은 낮아진다. 마시아 발리스가 옥시아 플라눔보다 더 북쪽에 있어 이런 불확실성이 크다는 전망도 제기됐다.

 

ESA는 엑소마스 제작 단계에 있으며, 진동시험을 수행하는 등 위험성과 안전성을 평가하고 있다. 엑소마스의 착륙지에 대한 전문가들의 종합적인 검토 의견은 9일 오후(현지 시간)에 발표될 예정이다.

 

● 미국도 2020년 보낼 로버 착륙 위치 고민 

미국 항공우주국은 마스2020계획을 위해 로버의 초음속 낙하 착륙 시험을 지난 2017년 9월과 2018년 8월과 9월 등 현재까지 총 세번 진행했다.-미국 항공우주국 제공

미국도 2020년 화성에 보낼 로버 착륙 위치를 고민하고 있다. 지금까지 화성에 착륙해 표면을 탐사한 로버는 총 4대다. 모두 미국항공우주국(NASA)이 임무를 수행했다. NASA는 마스2020 계획을 통해 화성에 새 로버를 보낼 준비를 하고 있다. 새 로버는 오는 2020년 7월 발사할 계획이다.

 

지난달 20~22일(현지 시간)미국 로스앤젤레스에서는 향후 발사될 로버의 착륙지를 결정하는 토론이 진행됐다. 전문가들은 2014년부터 착륙지를 검토했고, 지난해 2월 회의를 통해 화성 적도 남쪽 구세브 분화구 인근의 컬럼비아 힐스(Columbia Hills)와 화성 표면에서 가장 진하게 보이는 검은 평원인 시르티스 메이저 플라눔(Syrtis Major Planum) 내 2개 지역 등 모두 세 곳을 후보로 선정했지만 아직 최종 결론을 내지 못했다.

 

컬럼비아 힐스는 2004년 1월 이 지역 인근에 착륙해 2010년 3월까지 활동했던 로버 ‘스피릿’을 통해 유황이 풍부한 것으로 알려진 지역이다. 유황은 고세균이 에너지원으로 사용한 물질로 생명체가 있었음을 나타내는 단서 중 하나다.

 

시르티스 메이저 플라눔의 북동쪽 지역과 그 안에 있는 지름 49㎞의 제네로 크레이터(Jezero Crater)는 과거 물이 있던 곳으로 앞서 소개한 옥시아 플라눔처럼 점토층이 풍부한 지역으로 분석된 곳이다.

 

최근에는 제네로 크레이터와 시르트스 메이저 플라눔 북동쪽 지역 사이의 위치한 지점이 추가 후보지로 떠올랐다. 토마스 저버첸 NASA 과학임무위원회 부국장은 “2020년 로버들의 착륙 예정지는 향후 10여년 간 화성 탐사의 주무대가 될 것”이라고 말했다. NASA 역시 최종 결정을 위해 추가 논의를 진행하고 있다.

 

 

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