태양계 이야기 498 - 2번의 화성년을 지난 큐리오시티 로버

(By monitoring weather through two Martian years since landing in Gale Crater, NASA's Curiosity Mars rover has documented seasonal patterns in variables such as temperature, water-vapor content and air pressure. Each Mars year lasts nearly two Earth years.

Credits: NASA/JPL-Caltech/CAB(CSIC-INTA))

 큐리오시티 로버가 2012년 화성에 착륙한지 지구년으로 4년만에 2 화성년(Martian year)이 지났습니다. 화성의 1년은 지구의 687일로 거의 2 지구년이 1 화성년이라고 할 수 있습니다. 그리고 화성의 하루는 지구의 하루보다 약간 더 길기 때문에 1 화성년은 668.6 화성일(sol)입니다. 큐리오시티 로버는 정확히 화성에서 2 화성년을 보냈습니다. 

 이것이 의미는 화성에서 봄여름가을겨울의 계절을 2번 보냈다는 것입니다. 물론 큐리오시티 로버에는 화성의 기후를 측정하기 위한 장비가 있어 이를 꾸준히 관측해왔습니다. 로버의 환경 관측소인 Rover Environmental Monitoring Station (REMS)은 기온, 기후, 습도 등 화성 기후의 계절적 변화에 대해서 상세한 정보를 보내왔습니다. 

(동영상) 

 로버가 있는 장소는 화성의 적도 부근이지만, 화성의 기온은 지구보다 상당히 낮습니다. 낮에는 영상 15.9℃까지 올라가기도 하지만, 밤에는 -100℃까지 기온이 곤두박질 칩니다. 이는 화성이 지구보다 태양에서 더 멀기 때문이기도 하지만, 지구 대기의 1%에 미치지 못하는 옅은 대기와 물이 없는 환경 때문에 온도 변화가 극심하기 때문입니다. 지구와는 달리 화성의 환경은 태양에서 받은 열 에너지를 보존할 만한 대기가 거의 없고 바다는 말할 것도 없기 때문입니다. 

 하지만 그렇다고 해서 화성 대기에 수증기가 없는 것은 아닙니다. 비록 지구 대기와 비교해서 수천 분의 1에서 1만 분의 1 수준이지만, 화성 대기에는 수증기가 존재합니다. 그리고 이런 수증기는 화성의 극지방에서 이산화탄소와 더불어 다양한 지형을 만드는데 기여합니다. 큐리오시티 로버는 기온의 변화는 물론 습도의 변화, 대기 구성 물질의 변화 등을 2 화성년 동안 모니터링 했습니다. 

 이중에서 메탄의 존재는 매우 흥미로운데, 일부 과학자들은 어쩌면 화성 생물체가 그 대사 과정에 참여한다고 생각하기 때문입니다. 다만 메탄 자체는 메탄을 만드는 미생물이 아니라 다른 비생물적 요인에 의해서 생길 수 있으므로 아직 결론을 내리기는 이른 상태입니다. 큐리오시티 로버는 메탄의 계절적 변화에 대해서도 관측했습니다. 

(NASA's Curiosity Mars rover measures the concentration of methane in the atmosphere at Gale Crater. A one-time spike in methane, up to about 7 parts per billion occurred during Curiosity's first Martian year. Variations in much lower background levels of methane may be seasonal.

Credits: NASA/JPL-Caltech)

 한 가지 더 흥미로운 이야기는 지구와 마찬가지로 화성에도 미세 먼지가 있다는 것입니다. 비록 화성 대기는 지구에 비해서 매우 희박하지만, 대신 중력이 지구의 1/3 수준이고 표면에 날아갈 수 있는 모래와 먼지 입자가 매우 많은 환경 때문에 햇빛을 가릴 정도의 거대한 먼지 폭풍이 발생하는 행성이기도 합니다. 먼지 입자 역시 계절적 변화가 있어서 여름철에는 게일 크레이터 내부의 가시 거리가 30km 이내에 불과하나 겨울철에는 80km 까지 증가한다고 합니다. 

 비록 지구와는 상당히 다른 건조한 사막 행성이지만, 화성에도 이렇게 봄 여름 가을 겨울이 존재합니다. 화성에서 독특한 점은 계절에 따라서 대기의 압력이 변한다는 것입니다. 화성 대기의 대부분을 차지하는 이산화탄소가 겨울철에는 얼어붙고 여름철에는 기화되어 대기의 밀도가 변하기 때문입니다. 이는 지구에서는 보기 어려운 현상 가운데 하나입니다.

 앞으로도 큐리오시티 로버는 화성 표면에 존재하는 이동 기상 관측소로써 화성의 대기 환경 데이터를 보내올 것입니다. 앞으로 어떤 새로운 사실이 밝혀지게 될지 궁금합니다. 

 참고 

http://www.nasa.gov/feature/jpl/second-cycle-of-martian-seasons-completing-for-curiosity-rover