"화성 표면 1m 아래에 얼음"…기지 최적 장소 찾았다 [우주로 간다]

美 미시시피대학 연구진, 아마존 평원서 특이 지형 발견

붉은 행성 ‘화성’에서 수심 1m 미만 얼음이 존재할 가능성이 높은 지역이 발견됐다고 BGR 등 외신들이 최근 보도했다. 이번 연구 결과는 ‘지구 물리학연구저널-행성편(Journal of Geophysical Research: Planets)’에 실렸다.

미국 미시시피대학 지질학과 연구진은 화성정찰궤도선(MRO)에 탑재된 고해상도 HiRISE 카메라 영상을 분석해 화성 중위도 지역의 아마존 평원 북부에서 특이한 지형을 발견했다.

화성 표면의 이 분화구는 지하 얼음이 승화라는 과정을 거쳐 증기로 직접 변하면서 시간이 지남에 따라 변형됐다. 행성 지질학자이자 미시시피 대학 박사후 연구원 에리카 루치에 따르면, 특히 태양을 향한 경사면의 부드러워진 가장자리는 지표면 바로 아래에 얼음이 존재했음을 보여주는 강력한 증거다 (사진=미시시피 대학)

여기에는 부드러운 분화구, 다각형 균열, 이른 바 ‘뇌 지형’이라 불리는 지형이 자리잡고 있다. 연구진은 지형학적 분석을 통해 일부 지역에 지표면에서 1m 미만 지역에 얼음이 존재할 가능성이 높다는 것을 발견했다.

연구진은 이 곳에서 AP-1, AP-8, AP-9라는 세 곳의 유망한 지점을 발견했다. 이 지점들은 얼음이 부분적으로 녹고 가라앉으면서 형성되는 모자이크 모양의 토양과 침식된 분화구 가장자리로 연결돼 있다. 

우주선 착륙 지점 AP-1, AP-8, AP-9(빨간색 원)와 얼음이 노출된 분화구(하늘색 다이아몬드) (출처= 지구 물리학연구저널-행성편)

해당 연구 주저자 미시시피 대학 박사후 연구원 에리카 루지는 “얼음이 지표면에 매우 가까이 있어서 지질 시료 채취용 드릴로 도달할 수 있다"고 밝혔다.

아마존 평원의 장점은 온화한 추위와 풍부한 태양 에너지가 제공되는 곳으로 우주선이나 탐사 기지에 장착되는 배터리가 효율적으로 작동하고 얼음이 증발하지 않아 오랫동안 미 항공우주국(NASA)의 유인 탐사 착륙지 후보지로 거론되어 왔다.

화성 지표면 아래 그리 깊지 않은 곳에 물이 존재한다는 것은 우주 현지자원 활용(ISRU) 공정이 현실화될 가능성이 있다는 것을 의미한다. 얼음을 녹여 식수를 얻고, 물을 산소와 수소로 분해해 우주인의 호흡을 돕고 다양한 장비의 연료로 쓸 수 있다.

이를 통해 우주선의 발사 중량을 크게 줄여 화성 기지 건설 비용을 절감할 수 있다. 또한, 지하 얼음은 화성에서 고대 생명체의 흔적을 찾는 데 있어 우선적으로 활용될 것이다.

화성의 얼음을 시추하고 이를 분석해 얻은 경험은 향후 목성과 토성의 얼음 위성 시추에 사용될 장비를 개선하는 데 도움이 될 것이며, 이를 통해 행성 천문학의 지평을 넓혀갈 예정이다.