(Astronauts might have to spend months on Mars at each time, hence the need for a sustainable habitat that can function as a second home(Credit: NASA/Cloud AO/SEArch))
인류는 아직 달보다 더 먼 천체에 발을 디딘적이 없습니다. 하지만 미래에는 화성보다 더 먼 장소까지 진출할 가능성이 높습니다. 화성을 향한 인류의 꿈은 앞으로 화성을 넘어서 더 먼 우주까지 이어질 것이기 때문입니다. 그런데 사실 화성 탐사는 달 탐사와는 비교할 수 없을 만큼 어려운 과제입니다. 지구와의 거리는 물론 공전 주기의 차이 때문에 우주 비행사는 화성 탐사선에서 길게는 수 년, 화성 표면에서 수 개월을 살아야할 수 있습니다.
따라서 미래 화성 탐사에서 가장 중요한 것은 물론 화성까지 갈 우주선이지만, 우주인이 수주에서 수개월정도 생활할 수 있는 유인 화성 기지 건설이 중요한 과제로 떠오르고 있습니다. 물론 여기에는 막대한 비용이 필요합니다. 최근 민간에서 유인 화성 탐사를 이야기하고 있지만, 아무래도 현실성이 떨어지는 이유는 이 막대한 비용은 미국 나사 같은 국가 기관도 쉽게 조달하지 못하고 있기 때문입니다. 비용을 획기적으로 절감할 아이디어가 필요한 이유입니다.
최근 나사의 랭글리 연구 센터는 화성유인 기지 개발 아이디어를 공개했습니다. 이들이 제시한 아이디어는 전과 비교해서 매우 독특한 부분이 있습니다. 바로 얼음을 이용한 것이기 때문이죠. 위에 보이는 컨셉은 나사의 3D Printed Habitat Challenge Design Competition에서 선정된 아이디어로 Space Exploration Architecture (SEArch)와 Clouds Architecture Office (Clouds AO) 협업으로 만들어진 것입니다. 이 아이디어는 화성 지하에 많은 얼음이 있다는 것을 전제로 하고 있습니다.
화성 표면의 문제는 매우 추운 기후를 제외하더라도 강력한 방사선이 그대로 내려온다는 점에 있습니다. 우주인을 보호하기 위해서는 적당한 차폐막이 필요한데, 이를 지구에서 수송해가려면 비용을 감당하기 어려우므로 현지에서 조달하겠다는 것이죠. 현재까지 대부분의 아이디어는 화성 표면의 고운 모래인 레골리스를 3D 프린터 재료로 건물을 짓는다는 것인데, 실제로 이상적인 건축 자재로 보기는 어렵습니다. 얼음은 존재하기만 한다면 더 나은 내구성과 안전성을 보장할 수 있습니다.
일단 더 가벼울 뿐 아니라 빈틈없이 방사선을 막을 수도 있고 화성의 추운 기후에서는 설령 낮에 약간 녹는다해도 밤에는 다시 바위처럼 단단하게 될 것이기 때문입니다. 건설하는 방법도 텐트속에 물을 채우면 되기 때문에 훨씬 간편합니다. 다만 섭씨 22도로 실내를 유지해야 하기 때문에 단열재가 필요합니다. 연구팀은 화성 대기에서 대부분을 차지하는 이산화탄소가 그 역할을 해줄 수 있다고 보고 있습니다. 이산화탄소를 넣어서 일종의 공기 텐트를 만들면 직접 얼음층과 접촉을 하지 않기 때문에 단열이 가능합니다.
아이디어는 획기적이지만, 사실 화성에 최초 정착할 우주인을 위한 거주 모듈이 될지는 확실치 않습니다. 현재는 가능성과 개념 탐색 단계이니까요. 더구나 화성 현지에서 물을 쉽게 조달할 수 있다는 가정을 하고 있는 만큼 최초 화성 탐사대에서 사용하기는 어려운 개념입니다. 하지만 미래 화성에 유인 기지를 건설한다면 얼음을 이용한 유인 거주 모듈 건설은 상당히 매력적인 제안입니다. 간단하게 액체 상태의 물을 넣고 얼리기만 하면 단단한 건물이 완성되니까요.
앞서 포스트에서 소개한 화성의 빙하 지형에서 얼음을 공급해 이를 녹이면 화성의 추운 기후에서는 시멘트처럼 활용이 가능할 것입니다. ( http://blog.naver.com/jjy0501/220869404526 참조) 단순히 물을 식용수나 우주선 연료로 생각한 것이 아니라 이렇게 건설 자재로 생각했다는 점이 이 아이디어의 가장 획기적인 부분이라고 하겠습니다.
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