70%
반반보다는 높지만 그렇다고 확신할 수 없는 확률. 테슬라 창업자이자 민간 우주비행회사 스페이스X 최고경영자(CEO)인 일론 머스크가 최근 한 매체 인터뷰에서 밝힌 “우주선을 타고 직접 화성에 갈 가능성”입니다.
머스크의 화성 이주에 대한 꿈은 상당히 구체적이면서 장기적입니다. 그의 화성 식민지 계획은 스페이스X로 2022년까지 화성에 화물선을 보내면서 시작됩니다. 현지 수자원 발굴과 자원 채굴을 위한 초기 인프라를 구축합니다. 2024년 인간이 탑승한 유인 우주선을 보내고, 향후 50~150년 안에 화성에 최소 100만명이 사는 자급자족 도시를 만드는게 목표입니다.
스페이스X 발사장면
우선 의문이 듭니다. “과연 가능할까” 지금까지 수많은 혁신을 보여온 머스크 회장이라면 가능할 법도 합니다. 반면 테슬라 상장 폐지 철회와 대마초 흡연 논란 등 탈도 많아 ‘양치기 소년’으로 불리는 머스크가 또 허풍을 떠는 게 아닐까 하는 생각도 있습니다.
프로젝트 마스-원 홈페이지
인류가 화성으로 이주해 살겠다는 생각은 머스크만의 것은 아닙니다. 네덜란드 기업가 바스 란스도르프는 2013년 유럽우주기구(ESA) 출신 엔지니어 아르노 비엘더스는 화성 이주 프로젝트 ‘마스 원(Mars-One)’을 발표했습니다. 2024년 우주선 발사를 시작으로 지속적으로 인간이 화성으로 이주하는 프로젝트입니다.
프로젝트 초기 화성으로 이주할 사람을 모집했습니다. 20만명이 넘는 지원자가 모였습니다. 2015년 이중 100명을 선발했습니다. 마스 원은 추가적으로 선발 과정을 거쳐 인원을 추려낼 계획입니다. 다만 자금 조달 문제로 화성 정착 프로젝트를 일시적으로 연기, 2031년 첫 승무원을 태운 우주선을 보낼 예정이라고 합니다.
화성 이주, 돌아오지 못하는 긴 여행의 꿈은 어찌 보면 당연한 것일 수 있습니다. 인구는 점점 늘어나고 지구는 오염되면서 인류가 지속적으로 살아갈 수 있는 새로운 공간이 필요해진 거죠. 단순한 우주여행이 아니라 인류 영생의 욕망이 담겨있을지도 모릅니다.
사진=NASA
그렇다면 인간 집단이 화성에서 사는 것은 과연 가능할까요. 완전히 허무맹랑한 것은 아닙니다. 다만 극복해야 할 과제가 많을 뿐입니다. 현재 과학기술로는 불가능, 혹은 어마어마한 비용을 감당해야 하는 것들입니다. 스티븐 L 퍼드라넥이 쓴 책 ‘TED 화성 이주 프로젝트’에서는 인간이 화성에서 살기 위해 극복해야 할 것들을 명시했습니다.
NASA 화성 탐사로봇 ‘큐리오시티’가 보내온 화성의 게일 분화구 모습. 수백만 년 동안 호수의 물에 의해 만들어졌을 것으로 추정되는 흔적이 남아 있다. 아래 사진은 게리 분화구가 호수였을 때를 가정한 상상도.
첫 번째는 물입니다. 1976년 NASA가 최초로 화성에 안착시킨 탐사선 바이킹 1호를 통해 화성 대기에 미량이나마 수분이 있다는 것을 발견했습니다. 대기 습도가 100%에 경우도 있다고 합니다. 1998년 미국 워싱턴 대학에서는 화성 대기에서 수증기를 추출, 인간이 생존할 수 있도록 도와주는 수증기 흡착장치를 소개한 바 있습니다.
화성 탐사 로봇 피닉스가 화성에 착륙한 모습을 그린 상상도
또 2008년 화성 탐사선 피닉스는 화성에 물이 존재한다는 것을 공식 확인합니다. 즉 인간 생존에 필요한 가장 기본적인 요소인 물을 구할 수 있다는 것이죠. 다만 이를 식수나 생활용수로 사용하기 위해서는 추가적인 기술 개발이 필요해 보입니다.
물 전기 분해
물이 있다면 어떻게든 산소를 구할 수 있습니다. 물을 전기 분해해 수소와 산소로 분리하면 인간이 호흡하는데 필요한 산소를 충분히 얻을 수 있습니다. 또 수소는 연료로 활용할 수 있습니다. 물 대신 대기 중 이산화탄소에서 탄소를 제거해 산소를 만드는 방법도 있습니다.
MOXIE 개념도
NASA가 2020년 발사할 화성 탐사선의 로버는 화성 대기 중 이산화탄소를 산소와 일산화탄소로 바꾸는 연료 전지 장비를 운반할 예정이라고 합니다. 장비 이름은 ‘막시(MOXIE)’입니다. 대기 중에서 고열 세라믹을 이용, 산소를 만듭니다. 세라믹을 통과하는 전압이 촉매로 인해 표면에 형성된 산소 이온을 분리하는 방식입니다.
NASA는 2030년 화성 탐사대를 통해 화성 온실 재배 시스템을 구축하는 게 목표다.
화성에서 살기 위해서는 먹을 것도 필요합니다. NASA는 화성 토양과 유사한 하와이와 애리조나의 토양을 네덜란드 재배업자들에게 제공한 바 있습니다. 여기에 4200종 식물 씨앗을 재배했는데요. 화성 토양 조건을 모방한 흙에 심은 씨앗은 대부분 싹이 텄다고 합니다. NASA 지원을 받은 미국 애리조나 대학 연구팀은 화성에서 사용할 온실에 고구마와 토마토 재배에 성공했습니다.
화성 환경을 가정해 온실 재배에 성공한 미국 애리조나 대학
하지만 이런 직접 재배 방식으로 식량을 공급하는 데는 한계가 있습니다. 스티브 L 퍼드라덱은 직접 재배 비중이 10%만 되더라도 성공적인 출발이라고 봤습니다. 나머지는 지구에서 공수해야 하는데, 이는 또 다른 비용 문제를 발생시킵니다.
영화 '마션'에서 마크 와트니가 감자를 재배하는 모습.
영화 ‘마션’에서 주인공 마크 와트니(맷 데이먼 분)가 생존하는 것처럼 자고 먹고 할 공간도 필요합니다. 다만 지구 유사한 환경을 만들기 위해 공기를 순환시켜야 하고, 적절한 온도와 습도도 유지해야겠죠. 만약 화성에 인간이 도착하더라도 거주 환경을 선정하는데 많은 시간과 비용을 투자해야 할 것입니다. 복사선을 차단하기 위해 동굴이나 지면의 갈라진 틈에서 지내야 할지도 모릅니다.
NASA Z-2 우주복
화성은 지구보다 기압이 낮습니다. 인간이 오랫동안 살아남을 수 있는 환경이 아닙니다. 지구 100분의 1에 불과한 기압 때문에 몸을 눌러 줄 여압복이 필요합니다. 이런저런 생존 조건을 다 따지면 비용 문제는 천문학적으로 불어나게 될 것입니다.
화성 이주 프로젝트는 불가능한 현실은 아닌 것 같습니다. 다만 시간이 걸리고 현재로는 투자대비수익(ROI)이 안 나오는 일이죠. 미래에는 어떻게 될지 아무도 모를 일입니다. 머스크 회장이 이야기한 것처럼 화성 이주 성공 확률은 70% 정도일까요.