우주 탐사

화성: 붉은 사막에 남은 물의 흔적

화성이 붉게 보이는 것은 먼지에 산화철이 많기 때문입니다. 거대한 화산과 긴 협곡, 옛 강바닥이 남아 있어 과거의 물을 연구하고 미래의 유인 착륙을 구상하는 핵심 목적지입니다.

InSight 지진 자료를 바탕으로 나타낸 화성의 지각·맨틀·액체 금속핵 단면도
InSight 지진 자료를 바탕으로 나타낸 화성의 지각·맨틀·액체 금속핵 단면도
이미지 출처: NASA/JPL-Caltech · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

핵심 정보

지름
6,779km
태양까지 평균 거리
약 2억 2,800만km(1.52AU)
공전주기
지구 시간으로 687일

화성의 낮 하늘은 부드러운 주황빛이며 태양은 지구에서 볼 때의 약 3분의 2 크기로 보입니다. 태양에서 네 번째인 이 행성의 지름은 약 6,779 km이고, 한 해는 지구 시간 687일, 하루는 익숙한 24.6시간입니다.

녹슨 행성

화성의 암석과 먼지에는 산화철이 풍부합니다. 철과 물, 산소가 관여한 반응이 붉은 피막을 만들었고 먼지 폭풍이 이를 하늘 전체로 퍼뜨립니다.

대기압은 지구의 1%보다 낮고 대기의 약 95%가 이산화탄소입니다. 열을 거의 붙잡지 못해 평균 기온은 약 −60°C이며, 극지방의 겨울밤에는 −120°C 가까이 내려갑니다.

올림푸스 산과 마리너 계곡

올림푸스 산은 주변 평원에서 약 21.9 km 솟아 에베레스트 높이의 두 배가 넘고, 폭은 약 600 km입니다. 이동하는 판이 없기 때문에 같은 열점 위에서 분출이 오랫동안 반복돼 거대한 순상화산을 만들었습니다.

정상 칼데라와 주변 절벽이 보이는 올림푸스 산의 바이킹 모자이크
정상 칼데라와 주변 절벽이 보이는 올림푸스 산의 바이킹 모자이크
이미지 출처: NASA/JPL/USGS · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

마리너 계곡은 길이가 4,000 km를 넘고 깊이는 약 7 km에 이릅니다. 타르시스 융기와 관련된 지각의 늘어남이 틈을 열었고 침식이 협곡을 넓혔습니다.

극관과 물의 흔적

겨울에는 드라이아이스가 극지방을 덮고 여름에는 사계절 남아 있는 물얼음이 드러납니다. 말라붙은 계곡과 호수 퇴적층, 삼각주는 과거에 물이 흘렀음을 기록합니다.

점토와 다른 물 관련 광물을 색으로 표시한 예제로 충돌구의 고대 삼각주
점토와 다른 물 관련 광물을 색으로 표시한 예제로 충돌구의 고대 삼각주
이미지 출처: NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

예제로의 보존된 삼각주는 약 35억 년 전 더 습한 환경에서 화성에 강물이 흘렀음을 보여 줍니다.

화성의 내부

인사이트가 측정한 화성 지진은 두께 약 24~72 km의 지각과 맨틀, 대부분 녹아 있는 철·니켈·황 핵으로 이루어진 층상 구조를 보여 줍니다. 핵의 반지름은 처음에 약 1,830 km로 추정됐습니다.

인사이트 지진 자료를 바탕으로 지각과 맨틀, 액체 금속 핵을 나타낸 화성 내부 구조도
인사이트 지진 자료를 바탕으로 지각과 맨틀, 액체 금속 핵을 나타낸 화성 내부 구조도
이미지 출처: NASA/JPL-Caltech · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

화성에도 한때 전 지구적 자기장이 있었습니다. 약 40억 년 전 자기장이 사라지면서 대기는 태양풍 침식에 더 직접 노출됐고, 오늘날의 차갑고 건조한 사막이 되는 데 영향을 줬습니다.

바이킹에서 주룽까지

바이킹 1호는 1976년 7월 20일 화성 착륙에 성공했습니다. 큐리오시티는 2012년 스카이크레인으로 게일 충돌구에 도착해, 한때 미생물이 살기에 알맞았던 담수호의 흔적을 발견했습니다.

분리해 놓은 카메라가 유토피아 평원에서 촬영한 주룽과 톈원 1호 착륙 플랫폼
분리해 놓은 카메라가 유토피아 평원에서 촬영한 주룽과 톈원 1호 착륙 플랫폼
이미지 출처: CNSA · CC BY 4.0 · 이미지 원문 보기 ↗

퍼서비어런스는 2021년 2월 예제로에 착륙해 표본을 모으고 다른 세계 최초의 헬리콥터 인저뉴어티를 배치했습니다. 주룽은 2021년 5월 15일 톈원 1호와 함께 착륙해, 중국을 화성 로버 운용에 성공한 두 번째 나라로 만들었습니다.

도움 없이 사람이 살 수 있을까?

불가능합니다. 희박한 이산화탄소 대기에서는 가압 우주복과 생명 유지 장치가 필요합니다. 추위와 방사선, 먼지, 낮은 중력도 장기 체류를 어렵게 합니다.

거주지는 공기와 물을 재활용하는 밀폐 실험실에 가깝고, 두꺼운 벽이나 흙, 지하 공간으로 방사선을 막아야 합니다. 식물을 키우려면 물과 영양분, 온도를 통제하고 해로울 수 있는 과염소산염을 처리해야 합니다.

사람은 언제 갈까?

여러 기관이 유인 화성 임무를 연구하지만 확정된 착륙 날짜는 없습니다. 항해 중 방사선과 장기간 무중력, 무거운 착륙 장치, 안전한 귀환을 모두 검증해야 합니다. 첫 발자국은 일정표만이 아니라 실제 공학의 진전에 달려 있습니다.

참고 자료