NASA는 2020년 7월 30일, 화성 표면을 돌아다니며 탐사를 하도록 설계된 승용차 크기의 화성 로버(Mars rover) 퍼시비어런스(Perseverance, 애칭: 퍼시)를 실은 탐사선을 발사했다. 이 탐사선은 2021년 2월 18일 목적지 화성의 지제로(Jezero) 분화구에 성공적으로 착륙했다. 지금도 활동 중인 퍼시 로버는 최근 수십억 년 전에 생명체가 존재했을 가능성을 보이는 몇 가지 흔적을 발견했다.
지구에는 생명체가 도저히 살 수 없다고 생각되는 고온, 냉한, 고압, 저압, 암흑, 무산소, 높은 산성 조건의 환경에 많은 종류의 미생물이 살고 있다. 지구에 사는 극한 환경의 생명체를 알게 된 다수의 과학자들은 과거에 물이 흘렀던 증거를 가진 화성의 환경에도 생명체가 존재하거나 했을 가능성이 있다고 생각한다.
화성 탐사 로버 퍼시가 착륙한 지제로 분화구는 직경 45km이다. 이곳에는 지난날 홍수에 밀려온 진흙이 부채꼴로 침적되어 있다. 분화구 속에는 직경 2km인 작은 분화구와 이를 둘러싼 경사진 언덕도 있다. NASA의 과학자들은 과거에 이 분화구에 물이 고여 있었다고 믿어지므로, 생명체가 존재한 흔적이 발견될 가능성이 매우 크다고 생각한다.
화성 로버 퍼시비어런스가 조립되던 때의 모습이다. 로버에는 길이 2.1m의 로봇 팔이 있으며, 이 팔은 10m 깊이까지 땅을 파고, 바위를 뚫으며, 표본 채취 등의 일을 한다. 이 긴 로봇팔 아래에는 작은 로봇 팔이 또 있다. 이것은 채취한 샘플을 밀봉하여 다른 표본과 구분하여 저장하는 작업을 한다.
화성 로버(퍼시)에는 초소형 드론 헬리콥터(인저뉴어티 Ingenuity)도 실려 있었다. 인저뉴어티(크기 121⨉49⨉52cm)는 지구에서 보내는 과학자의 명령에 따라 3년 동안 72회나 화성 표면을 비행했다. 이때 헬리콥터는 매번 3-5m 상공을 약 90초 동안 날았다. 화성은 지구와 전파 정보를 주고받는 데 25분이 걸리는 거리에 있다. 신호 교환에 긴 시간이 걸리던 이 헬리콥터는 2024년 1월 18일 72차 비행 때 비탈진 곳에 착륙하면서 로터 날개가 손상되어 더 이상 비행이 불가능하게 되었다.
퍼시가 행한 중요한 실험 중에는 화성에서 산소를 생산하는 작업이 있었다. 화성의 대기에는 산소가 없고 이산화탄소가 대부분이다. 훗날 인간이 화성에 가면 호흡할 산소가 필요하다. 또 화성에서 지구로 돌아올 때는 귀환 로켓의 연료도 화성에서 생산한 액체산소를 사용해야 한다. 퍼시는 2021년 4월 20일 실험에서 CO2를 분해하여 1시간에 산소 5.37g을 만드는 데 성공했다.
퍼시는 빵을 굽는 토스터 크기의 목시(MOXIE)라 불리는 산소제조기를 가져갔다. 목시는 화성 대기의 CO2를 분해하여 1시간에 최대 10g의 산소를 생성할 수 있다. 과학자들은 목시가 쉬지 않고 26개월(화성의 하루는 24.5시간) 동안 산소를 생산하면, 지구 귀환에 필요한 25톤의 액체산소를 생산할 수 있다고 한다. 목시가 산소를 생산할 때는 에너지가 대량 소모되기 때문에 다른 작업은 중단해야 한다.
생명체 흔적을 찾아
퍼시비어런스가 하는 중요한 임무 하나는 생명체의 흔적을 발견하는 것이다. 과거에 생명체가 존재했다면 토양이나 암석에서 유기물이 발견될 것이다. 수십억 년 전에 물이 고여 있었다고 생각되는 지제로 분화구는 생명체의 흔적을 발견하기 적당한 장소이다.
퍼시의 로봇손은 2021년 9월 로치트(Rochette)라 이름 붙인 암석에 손가락 굵기의 구멍을 뚫고 암석을 채취하여 밀봉 보관했다. 퍼시가 채집한 모든 샘플은 다음에 화성에 찾아갈 탐사선이 지구로 가져올 것이다.
드릴 구멍이 2개가 있는데, 구멍 하나는 암석이 너무 부드러워 샘플 채취가 불가능했다. 흥미롭게도 로치트의 암석에는 귀중한 소금 성분이 포함되어 있었다. 과학자들은 이 염분이 과거에 이곳을 덮고 있던 물이 증발하면서 생긴 것이라 생각한다.
최근 퍼시비어런스는 붉은색 바위를 발견하고 드릴로 구멍을 뚫어 분석한 결과, 유기물 분자가 포함된 것을 처음 발견했다. 유기물은 생명체를 구성하는 기본 분자이다. 또한 2024년 7월 21일에는 물이 씻겨나간 듯한 곳에서 3가지 색의 얼룩무늬 암반이 발견되었다. 유기물의 발견은 2014년에도 있었다.
화성 탐사 계획에 참여한 NASA의 여성 과학자 스택 모건(Stack Morgan)은 지구의 암석과 비슷한 얼룩진 암반을 보면서 미생물이 만들었을 가능성이 있다고 생각한다.
퍼시가 탐사를 하고 있는 지제로 분화구의 전경이다. 이 분화구는 지형이 낮아 호수처럼 물이 고일 수 있었고, 주변의 물이 흘러들 수도 있었다.
이런 발견들이 쌓이자, 과학자들은 화성에 생명체가 존재했을 가능성(biosignature)을 다시 생각하게 되었다. 워싱턴대학의 바이른(Paul Byrne) 교수는 “화성 생명체를 확인하기 위해 다음 번 화성탐사선은 퍼시가 채취한 샘플을 챙겨서 지구로 가져와야 하고, 그것을 직접 분석해보면 생명체의 존재를 확실히 알 수 있을 것이다.”고 말했다. 한편 스페이스X사의 일런 머스크는 앞으로 20년 이내에 화성에 인간이 사는 기지를 건설할 목표를 추진하고 있다. – YS
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