화성은 오랫동안 신비스러운 존재였다플라톤은 화성의 변칙적인 이동궤적을 보고 이 행성에 영혼이 있다고 결론 내렸고 반사망원경을 만든 영국의 윌리엄 허셜은 1784년 왕립학회 연설에서 화성은 지구의 복사본이며 화성인도 존재한다고 강조했습니다.19세기 말, 20세기 초에 활동했던 미국 과학자 퍼시벨로웰은 한 걸음 더 나아가 천체망원경으로 화성을 조사한 결과 화성인이 만든 운하가 존재한다고 주장했지만 그에게 운하의 흐름은 실존하는 문명의 명확한 증거였습니다.20세기 초까지 화성에 대한 연구를 종합하면 화성에는 화성인이 살았고 이들은 독자적인 문명도 구축하고 있었다는 결론을 내립니다.하지만 융심리학을 받아들인 과학계 일각에서는 화성에서 거대한 운하가 보이는 것은 사실 운하가 존재했으면 하는 마음속 깊은 바람 아니냐는 의문이 싹텄습니다.
인간은 오랫동안 화성에 인간과 같은 정주동물이 존재한다고 믿었어요.그러나 우주로 날아간 마리너 4호가 1965년 7월 화성의 분화구 사진을 지구로 내보냈을 때 화성인에 대한 인간의 환상은 산산조각이 났는데 왜냐하면 사진 분석 결과 화성의 공기는 너무 희박했기 때문입니다.기압도 지구의 수천 분의 1 수준으로, 지표면의 온도는 영하 100도를 넘었습니다. 행성을 보호할 만한 자기장의 증거도 없었고, 화성은 생명이 살기엔 너무도 어려운 환경이었어요.하지만 화성에서 생물을 찾으려는 인간의 노력은 멈추지 않았습니다.대상은 큰 정주동물이 아닌 미생물이었지만 지구상에서도 도저히 생명체가 살 수 없어 보이는 곳에 여러 개의 미생물이 발견되었기 때문입니다.
유명 천문학자 칼 세이건과 미생물학자였던 울프 비슈니악이 연구의 선봉에 섰습니다.우선 세이건은 화성의 사진과 지구의 사진을 비교 분석하고 화성과 지구를 샅샅이 살펴보며 생명체의 신호를 찾으려고 노력했습니다.비슈니악은 생명체가 매우 어려운 환경에서도 존재한다는 것을 보여주려고 남극으로 떠났고 건강이 좋지 않았던 그는 슬라이드를 회수하다가 벼랑에 떨어져 죽었습니다.그러나 그 후에도 화성 생명체를 연구해온 과학자들은 과학자도 아니다라는 비아냥거림을 견디면서도 자신의 길을 끝까지 걸어갔습니다.
특히 비슈니악은 장인들의 조롱도 견뎌야 했고, 알 슬라이퍼는 20대 초반부터 80대가 될 때까지 화성에서 생명을 구하기 위해 사진을 찍었습니다.화성을 연구하던 세이건은 믿었던 지도교수에게 배신당해 하버드대, 매사추세츠공대(MIT) 교수 자리에 줄줄이 떨어지고 말았다.그렇게 많은 과학자들이 화성 연구에서 소기의 성과를 거두지 못했어요.유사과학이라는 조롱으로 믿었던 그들에게 배신당하고 숱한 패배를 당하면서도 왜 그들은 화성 연구를 멈출 수 없었을까요?그것은 바로 화성이 과학자들을 계속 유혹하기 때문이라고 그들은 말합니다.선원들을 유혹하는 세이렌의 노래처럼 화성은 미지를 탐험하는 과학자들을 유혹하고 있는 것입니다.
스페이스 X와 테슬라의 CEO인 일론 머스크는 SNS를 통해 깜짝 발표를 하는 것으로 유명합니다.트위터 팔로워만 7000만 명이 넘는 마스크의 발언에 전 세계인이 귀를 기울이는 이유다.최근에 그는 2050년까지 화성에 100만 명을 보낼 수 있다고 해서 화제가 되었어요.CNNET는 일론 머스크의 트위터에 이론적으로는 2050년까지 100만 인구의 화성 도시를 건설할 수 있다고 보도하면서 현재 개발 중인 우주선으로 1000대의 선단을 구성하면 한번에 10만 명씩 운송할 수 있다고 보도했다.
원래 엘론 머스크가 화성에 진출하는 꿈을 이루기 위해 스페이스X를 창업했다는 이야기는 널리 알려져 있어요.머스크의 화성 이주 발언은 트위터에서 인류가 행성간 종족이 되기 위해서는 지구 저궤도에 연간 100만t을 올려놓아야 한다고 짤막하게 언급한 데서 비롯됐다.그러자 댓글에 과연 그럴 수 있느냐는 질문이 쏟아졌고 이에 답변하는 과정에서 10년간 매년 100대씩 우주선을 제작하면 1000기 규모의 선단을 만들 수 있다며 지구-화성간 동기궤도가 열릴 때마다 10만 명을 화성에 파견하는 것이 목표라고 밝혔다.
지구와 화성은 대략 26개월 주기로 가까워지므로 스타쉽 우주 비행이 시작될 예정인 2021년부터 2050년까지 13번이나 화성에 갈 수 있습니다. 이런 점에 착안해 다시 네티즌들이 2050년까지 화성에 100만명을 보낼 수 있겠느냐고 반문하자 머스크는 그렇다고 답했다.일론 머스크는 달, 화성 그리고 태양계의 더 먼 곳까지 진출하겠다는 원대한 계획을 갖고 있으며 2050년대에 인간이 화성에 도시를 건설할 수 있다고 주장해 왔습니다.이 과정에서 용감한 몇몇 사람만 보내는 것이 아니라 완전히 새로운 국가를 건설하겠다는 이상론을 펼쳤습니다.
이전에 제안했던 화성의 인구는 그의 트윗 내용과 조금 달랐습니다. 2012년에는 20년 안에 화성에 8만 인구의 도시를 건설하겠다고 발표했지만 이번 발표는 더 구체적이지만 아직 명확한 시간표를 제시하지 않았습니다.스페이스X가 화성에 갈 수 있는 스타십 개발에 나선 탓인지 이주 방법에 대한 질문도 쏟아졌습니다.머스크는 화성 이주를 떠날 사람을 어떻게 선발하느냐는 질문에 돈이 없는 사람도 대출받을 수 있도록 해야 한다. 화성에 도착하면 많은 일자리가 있을 것이라고 말했습니다
테슬라의 시가총액이 최근 1000억달러를 돌파해 일론 머스크 씨는 인센티브로 수십 천억원을 받을 전망인데 이를 화성 이주 희망자에게 제공할 융자금으로 비축했다며 화성 이주를 지원하는 것은 내가 지구에 자산을 축적하는 이유라고 밝혔습니다한편 행성간 우주선이 될 스타쉽은 지속적인 설계 변경을 거쳐 다양한 시험 모델이 동시에 개발되어 혼란을 주고 있습니다.2016년 ‘행성간 운송시스템(ITS)’이라는 이름으로 처음 발표했고, 이후 ‘빅 팔콘 로켓(BFR)’으로 이름을 바꾸면서 최종 명칭은 스타십으로 바뀌었지만 기본 구조는 그대로 이어졌습니다.
스페이스X는 2020년부터 시험모델인 “스타 호퍼(Star Hopper)”의 수직이착륙 비행을 실시하여 스타쉽 시제품을 제작·공개하였습니다.스타쉽은 로켓과 우주선이 결합된 형태입니다.앞으로 개발될 슈퍼 헤비 부스터(Superheavy Booster) 상단에 장착되어 발사 후 달이나 화성까지 갈 수 있으며, 개발이 완료되면 한번에 100명 또는 150톤의 화물을 우주로 보내는 것을 목표로 하고 있습니다. 스타쉽과 슈퍼 헤비 부스터를 합치면 무게와 추력이 인류 역사상 최대의 로켓이었던 새턴V를 능가하게 됩니다.또한 발사 비용을 낮추는 데 초점을 맞추어 우주선과 부스터 모두에서 재사용이 가능하지만, 엘론 머스크는 스타쉽의 예상 수명을 2030년 정도라고 밝히고 있습니다.
스타쉽은 2021년부터 본격적인 상업 우주비행에 나설 계획을 세웠습니다.초기 임무는 지구 저궤도로 화물을 운송하는 데 그치지만 2023년에는 일본인 사업가 마에자와 유사쿠 일행을 태우고 달 선회 여행을 시도할 예정이어서 화성으로 향하는 시점은 이르면 2024년이 될 것으로 예상됩니다.현재로서는 누구도 스페이스X와 스타쉽, 그리고 인류와 화성의 미래가 어떻게 될지는 정확히 알 수 없지만 추측만으로도 매우 흥미롭다는 것은 분명해요.
영국의 유명 과학작가이자 우주생물학자인 “루이스 다트넬(Lewis Dartnell)”은 “최초의 유인 화성 착륙은 20년 내에 이뤄질 것으로 보이지만, 많은 사람들이 자급자족하는 마을에서 살기 위해 화성으로 이주하는 데는 아마도 50~100년 이상 걸릴 것”이라고 전망했습니다. 아랍에미리트도 2117년까지 화성에 인구 60만명의 도시를 세운다는 계획을 발표했습니다미국 항공우주국(NASA)은 화성 탐사로봇 파서밸런스(Perseverance)의 임무 성공 이후 인간을 태운 화성에 보낸 우주선이 안전하게 지구로 돌아오는 것을 목표로 하고 있습니다.
이 목표를 이루기 위해서는 연료에 관한 고민이 되지 않을 수 없는데, 왜냐하면 돌아오는 연료를 싣고 출발하는데 무게와 80억달러의 비용을 지불해야 하기 때문입니다.이에 대해 과학자들이 기발한 생각을 제안했습니다.화성에서 인간이 지구로 돌아갈 수 있는 연료 제작에 현지 자원을 활용(ISRU)할 계획을 세운 것이지요.ISRU는 화성, 달 등 행성 현지에 적용되는 기술로 물건, 산소, 연료, 건축자재 등의 물자나 시설을 말합니다.이것에 대해서는, 종래 몇개의 구상이 있습니다만, 미 조지아 공과대학의 연구진은, 미생물로 연료를 만드는 방법을 고안했습니다.또한 나사는 화성을 인간이 살 수 있는 행성으로 만드는 DRA(Design Reference Architecture)라는 계획을 만들었습니다.DRA는 나사의 화성 설계 연구(DRM)에 사용되는 용어로 1993년 첫 연구부터 현재 5.0이 가장 최신 버전입니다. 최근 화성에서 발사하는 유인 탐사기 연료에 대한 내용을 담고 있습니다.
지구로 되돌아가는 연료를 화성 현지에서 만드는 방법 중에서, 현재 가장 유력한 것은 액체 메탄과 산소를 생산하는 「화학적 ISRU」입니다.이는 이산화탄소를 전기분해해서 얻는 산소로 연료를 만든다는 뜻으로 메탄과 산소는 우주선 연료를 구성하는 주성분이지만 그 양이 부족해 메탄과 산소를 어느 정도 지구에서 수송해야 합니다.
연구팀은 화성의 낮은 산소를 고려한 연료에 대해 고민했습니다. 완전 연소에 관한 산소와 질량비를 계산해 보면, 메탄보다 산소 원자를 포함한 “알코올기”가 붙은 메탄올이 효율적이라고 판단했습니다.산소 원자의 존재가 연료의 발열량을 낮추지만, 화성에서는 지구 중력의 38%로 발사체에 들어가는 연료 에너지의 밀도가 낮아도 가능하다는 것입니다.”이러한 기준으로 찾다 보니 메탄과 에너지 가격이 유사한 2,3-부탄디올(2,3-BDO)이 대체물질로 적합하다는 것을 알게 되었습니다”사실 ‘2.3-부탄디올’은 오래 전부터 사용되어 왔지만 추진제로의 사용은 고려된 적이 없으며, 여러 차례의 분석과 실험 후에 이것이 좋은 연료 후보임을 알게 되었습니다.
이후 조지아공대 연구진은 2, 3-부탄이다.
