화성 위성의 비밀 풀까…日, 탐사선 MMX 발사 [우주로 간다]

2027년 8월 화성 도착·2031년 시료 싣고 지구 도착

일본의 화성 위성 탐사 임무가 20일 공식적으로 시작됐다. 화성의 위성 포보스에서 시료를 채취해 지구로 가져올 탐사선이 성공적으로 발사됐다.

스페이스닷컴 등 외신에 따르면 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)가 주도하는 화성 위성 탐사선 ‘MMX’는 20일 오전 4시 41분 일본 다네가시마 우주센터에서 H3 로켓에 실려 발사됐다.

MMX는 화성으로 향해 두 위성인 포보스와 데이모스를 관측한 뒤 포보스에 착륙해 시료를 채취할 예정이다. 계획대로 임무가 진행되면 화성 위성에서 시료를 가져오는 최초의 탐사선이 된다. 과학자들은 이를 통해 두 위성의 기원을 밝히고 초기 태양계 형성 과정에 대한 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

발사대에서 H3 로켓이 밤하늘로 발사되는 모습 (이미지=JAXA)

이번 발사는 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)와 미쓰비시중공업이 공동 개발한 2단형 H3 로켓의 10번째 발사다. 로켓은 1단 추진체와 보조 로켓을 차례로 분리했으며, 발사 약 71분 후 MMX를 화성으로 향하는 궤도에 진입시키는 데 성공했다.

MMX는 약 10개월간의 비행을 거쳐 2027년 8월 화성에 도착할 예정이다. 이후 약 3년 동안 화성계에 머물며 지름 약 22㎞인 포보스를 집중적으로 관측한다. 탐사선에는 프랑스와 독일이 공동 개발한 로버 ‘IDEFIX’도 탑재됐으며, 2028년 말이나 2029년 초 포보스 표면에 배치될 예정이다.

MMX는 포보스에 두 차례 착륙해 시료를 채취하고 귀환 캡슐에 보관할 계획이다. 이후 궤도를 변경해 지름 약 14㎞인 데이모스를 여러 차례 근접 비행하며 관측한다. 임무를 마친 탐사선은 2030년 11월 지구 귀환을 위해 출발하며, 시료를 담은 캡슐은 2031년 호주에 착륙할 예정이다.

화성 위성의 기원 밝힐까

화성과 두 위성인 포보스와 데이모스를 합성한 이미지 (이미지=NASA/JPL/애리조나 대학교)

포보스와 데이모스의 기원에 대해서는 크게 두 가지 가설이 있다. 하나는 거대한 천체가 화성과 충돌하면서 발생한 파편이 뭉쳐 위성이 됐다는 것이고, 다른 하나는 초기 태양계의 소행성이 화성의 중력에 붙잡혔다는 것이다.

두 위성은 구형이 아니라 감자처럼 길쭉하고 울퉁불퉁한 모양을 하고 있다. 적도 부근의 거의 원형에 가까운 궤도와 망원경 분광 관측으로 파악한 화학적 특성은 두 가설을 검토하는 데 중요한 단서다.

연구진은 MMX가 채취한 시료의 구성 성분과 광물학적 특성을 분석하고, 이를 화성 암석 및 소행성 물질과 비교할 예정이다. 이를 통해 두 위성의 기원을 규명하고 화성의 지질학적 역사와 초기 태양계의 형성 과정을 이해할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이번 임무는 JAXA가 주도하며 미국 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 등도 참여하는 국제 협력 사업이다. 미국과 유럽 기업들은 탐사선의 과학 장비와 통신 장비 일부를 공급했다.

화성 위성 포보스에서 시료를 채취하려는 시도는 과거에도 있었다. 러시아는 2011년 11월 탐사선 ‘포보스-그룬트’를 발사했지만, 탐사선은 지구 궤도를 벗어나지 못하고 2012년 1월 태평양 상공에 추락했다.