[인류의 꿈 화성] “우주에 살어리랏다”…‘기지 건설’ 연구 활발

방사능·운석 등에 '지하 동굴 기지' 아이디어 부상
코로나 검사 시설 등 우주 기술, 지구 문제 해결에도 응용 가능

▲화성 유인기지 상상도. 제공 미국 항공우주국(NASA)

인간이 우주에서 살아가는 시대가 눈앞에 다가오고 있다. 미국을 중심으로 세계 각국의 달 탐사 계획이 진행되고 있으며, 민간 기업에 의한 달이나 화성의 도시 만들기 구상도 활발해지고 있다. 다만 달이나 화성의 환경은 당장 인간이 살아가기 어려운 환경인 만큼 물과 공기의 확보, 방사선 대책 등 다양한 연구가 진행되고 있다고 최근 일본 니혼게이자이신문(닛케이)이 소개했다.

냉전 시대 종식 이후 한동안 시들했던 우주 탐사에 다시금 불이 붙고 있다. 중국이 ‘우주굴기’를 내걸고 우주탐사 최강국인 미국에 도전장을 던지더니, 최근 들어서는 터키나 아랍에미리트(UAE) 등 새롭게 우주 경쟁에 뛰어드는 국가들도 등장했다.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)의 스페이스X, 제프 베이조스 아마존 설립자의 블루오리진, 영국의 리처드 브랜슨 경이 이끄는 버진갤럭틱 등 민간 기업들의 우주 탐사도 활발하다. 이 중에서도 머스크 CEO는 2024년 인간을 화성에 보내고, 2050년까지 지구인 100만 명을 화상으로 이주시키겠다는 목표를 내걸었다.

당연한 말이겠지만 달과 화성에서 인류가 거주하는 일은 절대 쉽지 않다. 일례로 달의 경우에는 대기와 자기장이 없어 방사능 노출량이 지구 표면의 200배에 달한다. 우주에서 운석이 떨어질 때는 대기와의 마찰로 다 타버렸던 지구와는 달리, 그대로 달 표면에 충돌한다. 운석이 직접 기지나 인간을 곧바로 때릴 확률은 낮지만, 흩날린 파편들이 중력이 약하고 대기가 없는 환경에서 속도가 줄지 않은 채 총알처럼 날아다녀 위험하다. 화성 역시 테라포밍(Terraforming·화성 등의 행성을 개조해 인간의 생존이 가능할 수 있게끔 지구화하는 것)에 수백 년의 세월과 천문학적인 비용이 들어갈 것으로 예상된다.

이러한 상황에서 대안으로 떠오른 방안이 지하에 달이나 화성의 기지를 세우는 것이다. 기존 구상은 달에서 기지를 만들 때 방사선이나 운석의 영향으로부터 인간을 지키기 위해 외벽을 달 표면 입자인 레골리스로 덮는 것이었다. 문제는 레골리스를 견딜만한 강한 구조물을 건조하려면 중장비가 필요하다는 점이다. 또 지구에서 많은 기재를 운반해야 한다. 그래서 주목을 받은 것이 달과 화성에 있는 동굴이다. 달과 화성에는 깊이 수십~수백m의 세로 구멍에 바닥에서 가로로 긴 동굴이 많이 있는데 이를 활용할 수 있다는 것이다.

일본 양자과학기술연구개발기구나 우주항공연구개발기구(JAXA) 등은 상세한 시뮬레이션을 통해 이들 동굴 안에서 방사선의 방사능 노출량이 달 표면의 10분의 1 이하로 억제되는 것을 밝혀냈다. 도쿄이과대와 JAXA 등은 이러한 굴에 설치가 적합한 기지 개발에 임하고 있다. 수지로 코팅한 폴리에스테르 섬유 소재의 대형 텐트는 공기를 불어 넣으면 접은 상태에서 3분 정도로 완성된다. 연결하면 기지를 확대할 수도 있고, 접으면 자리를 차지하지 않고 가벼워 지구에서의 운반도 간단하다.

달과 화성에서 살게 될 인류를 위한 물 재활용과 식량 생산 기술도 활발하게 연구되고 있다. 현재 국제우주정거장(ISS)은 70% 정도의 물을 재활용하고 있지만, JAXA는 자외선을 이용한 새로운 방식을 채용해 이 비율을 90%로 끌어올릴 계획이다. 음식 쓰레기나 대변 등을 처리해 식물 재배에 필요한 탄소와 질소 순환 시스템을 구축하는 것도 연구 중에 있다.

닛케이는 달이나 화성의 유인 탐사, 거주 가능한 기지 구축에는 막대한 비용이 소모되지만 이렇게 개발한 기술은 지구상에서도 요긴하게 쓰인다고 강조했다. 도쿄이과대 등이 개발하는 기지 건조 기술은 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 대응을 위한 병원 외 검사 설비를 두는 시설에 응용되고 있다. 물 재활용 등의 기술은 지구 환경 문제 해결에서도 중요하게 활용될 수 있다.