These might be the best places for future Mars colonists to look for ice

NASA가 화성에서 물을 찾는 이유

인류가 붉은 행성 화성에 발을 디딘다면, 가장 적합한 곳은 어느 지역이 될까?

화성에 외계 식민지를 건설한다면, 여러 필수 서비스(essential services)를 위해 물이 필요할 것이다. 무엇보다 마실 물이 가장 필요할 것이다.

화성의 양극 지방에는 얼음이 많다. 하지만 고도가 너무 높고 전력 공급을 위한 일조량이 충분하지 않다. 그래서 과학자들은 위도가 낮은 지역의 지표 밑에서 (상대적으로 수월하게) 파낼 수 있는 얼음을 찾고 있다. 과학 저널 네이처 천문학(Nature Astronomy)에 발표된 새로운 연구에서는 식민지를 건설할 후보지로 특별히 유력할 만한 장소 몇 곳을 제시한다.

이 장소들은 ‘화성 지하 얼음 지도 (Mars Subsurface Water Ice Mapping, SWIM)’ 프로젝트에서 나온 것이다. 이는 지난 20년간 화성 탐사의 역사에서 얻은 데이터를 분석하는 프로젝트다. 마스 오디세이(Mars Odyssey)호와 마스 리카니슨스 궤도선(Mars Reconnaissance Orbiter), 마스 글로벌 서베이어(Mars Global Surveyor)호가 수집한 5가지의 원격 탐사 데이터 세트(remote sensing datasets)를 조사한다.

애리조나주 투산 소재 행성과학연구소(Planetary Science Institute) 연구원이자 이 연구 주저자인 개러스 모건(Gareth Morgan)은 “우리는 이들 5가지 탐사 기법을 통해 얼음 존재 여부를 알려주는 방법, 혹은 이를 보여주는 지표(proxy)를 찾고자 한다”고 말한다. 이들 기술에는 열 및 지형 지도 제작이 포함된다. 이는 지표에서 5미터 미만 깊이에 묻힌 얼음 때문에 유발되는 화성 표면의 지질학적 변화를 찾기 위한 작업이다.

모건 연구팀은 북반구에서 더할 나위 없이 유력해 보이는 후보지 몇 곳을 발견했다. 즉, 중위도에 펼쳐진 평평한 아르카디아 평원(Arcadia Planitia) 저지대와, 이곳에서 동쪽으로 한참 떨어져 있으면서 남쪽으로 약간 내려가 있는 듀테로닐러스 멘새(Deuteronilus Mensae) 빙하 지대다. 먼저 아르카디아 평원은 용암 흐름(volcanic flows)으로 형성된 고대 지역이다. 이곳은 수천만 년 전 대규모 강설이 있었을 것으로 짐작된다. 이번 연구 결과는 이 퇴적물이 굴착하기 쉬운 매우 얕은 지하에서 천천히 움직였음을 시사한다.

아르카디아 평원과 듀테로닐러스 멘새는 둘 다 화성의 북반구, 평균적인 고도에 위치해 있다.
미국 지질조사국(USGS) 제공

한편, 듀테로닐러스 멘새에는 현재 빙하가 존재한다. 위치는 남쪽의 분화구 고지대와 북쪽의 낮은 평원 사이이다. 이곳에 있는 얼음은 과거에는 더 광범위했을 빙하 구조의 남은 부분에 해당한다. 얼음은 2미터 두께의 토양과 암석 아래나 몇 미터 두께의 다공성 물질 아래에 위치해 있을 것이다. 어느 경우든, 이곳의 얼음은 화성 거주민들이 꽤 접근하기 쉬울 것으로 보인다.

이번 1차 분석에서는 미국 항공우주국(NASA)이 자금을 지원해 화성의 북반구만 집중 조사했다. 이는 북반구에 넓은 평야가 있고, 이런 지역에 우주선을 더 쉽게 착륙시킬 수 있을 것으로 보기 때문이라고 모건은 생각한다. 그러나 그는 남반구 지하의 얼음 매장층에 대한 심층 분석도 계속 이어가고 싶어한다.

이 연구에 참여하지 않은 미주리 과학기술대학의 지질공학자 레슬리 게르치(Leslie Gertsch)는 “이 연구를 공개하면 NASA 내외의 모든 가능한 전문 지식을 활용할 수 있게 된다”고 주장한다. 그는 “다음 단계는 얼음 분포도 작성 역량을 높여 다음 탐사를 대비하는 것이다. 즉, 원격 채굴 기술로 접근할 수 있는 깊이인 지표 아래 0.5~15m 영역의 분포도를 만드는 것이다”고 설명한다.

NASA는 이미 달에서 얼음을 시굴해 보고 있다. 화성에 가는 것이 얼마나 어려운지를 고려하면 (발사 가능 시간대는 2년에 한 번 돌아온다), 이런 문제는 미리 준비해 둘 만 하다.

게르치는 “지구에서조차 상세한 지하 데이터가 부족하기 때문에 채굴은 늘 도박이나 마찬가지”라며 “하지만 이는 인류가 지구 외의 장소에서 생존하기 위해 꼭 필요한 연구”라고 말했다.

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