퍼서비어런스, 고대 생명체 흔적 탐사 시작
퍼서비어런스, 고대 생명체 흔적 탐사 시작
  • 함예솔
  • 승인 2021.04.13 17:15
  • 조회수 1295
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미국항공우주국(NASA)이 지난해 7월 쏘아올린 화성 탐사 로버 퍼서비어런스(Perseverance)가 지난 2월 18일(현지시각) 예제로 크레이터(Jezero Crater)에 착륙하는데 성공했습니다. 큐리오시티(Curiosity), 인사이트(Insight), 스피릿(Spirit), 오퍼튜니티(Opportunity)의 뒤를 이은 5번째 로버입니다.

새로운 화성 탐사선, 퍼서비어런스. 출처: NASA/JPL-Caltech
새로운 화성 탐사선, 퍼서비어런스. 출처: NASA/JPL-Caltech

퍼서비어런스 미션은 큐리오시티 로버를 착륙시킨 2012년 화성과학실험실(Mars Science Laboratory, MSL) 미션 때와 유사한 하드웨어를 사용했지만, 탐사선 착륙 정확도가 향상되는 등 일부 업그레이드가 있었습니다. 참고로 큐리오시티 로버의 항해는 퍼서비어런스 로버가 어떤 환경에 직면할지, 생존을 위해 어떤 기술이 필요할지에 대한 풍부한 정보를 제공했다고 하는데요

 

퍼서비어런스는 미국이 화성에 보낸 탐사 기기 중 가장 정교한 기기로 평가되고 있습니다. 탐사 로봇의 무게는 약 1,025kg으며 카메라25대와 마크 2대를 장착하고 있다고 합니다. 덕분에 화성의 바람 소리가 생생하게 지구로 전달됐는데요. 한 번 들어보실까요?

약 10초 동안 들리는 음은 화성표면에서 마이크에 포착된 화성의 바람 소리입니다. 초속 5m의 풍속으로 측정됩니다. 첫번째 소리는 탐사선의 기계음이 포함돼 있고 이후 두 번째 소리에서는 기계음을 줄여 바람소리가 더 선명하게 들립니다. 또한 첫번째 착륙 지점에서 네비게이션 카메라(Navigation Cameras)가 촬영한 파노라마는 지구로 전송된 6개의 개별 이미지를 이은 겁니다. 잠시 감상해보시죠.

‘공포의 7분’

 

화성은 지구보다 약 100배 얇은 대기를 가지고 있기 때문에 화성에 착륙할 때 우주선이 공기역학적으로 속도를 늦추기 위해 이용할 수 대기가 거의 없습니다. 오히려 화성에 진입할 때 살아남기 위해서는 공기역학, 낙하산, 역추진(엔진추력을 이용해 착륙을 위해 감속하는 것)과 대형 에어백 등 여러 조합이 필요합니다. 또한 화성의 날씨 모델은 실시간으로 업데이트되지 않기 때문에 탐사선이 진입하는 동안 어떤 환경에 직면하게 될지 정확히 알 수 없습니다. 특히 먼지 폭풍과 같은 예측 불가능한 날씨는 이전 임무에서 착륙 정확도를 떨어뜨린 이유 중에 하나였는데요.

 

이에 NASA의 엔지니어들은 화성 진입 임무에서 진입, 하강, 착륙 단계를 ‘공포의 7분’이라고 부릅니다. 단 7분만에 진입에 미션이 실패할 수 있는 경우의 수가 너무 많기 때문이죠. 진입, 하강, 착륙 시스템을 포함한 퍼서비어런스의 로버 디자인은 대부분 2012년 화성에 착륙한 큐리오시티 로버로부터 물려받았다고 합니다.

화성 진입, 하강, 착륙 단계 개요. 출처: NASA JPL
화성 진입, 하강, 착륙 단계 개요. 출처: NASA JPL

물론 업그레이드된 부분도 있는데요. 앞에서 언급했듯이 탐사선 착륙 정확도가 향상되는 등 일부 업그레이드됐습니다. 퍼서비어런스는 큐리오시티 로버보다 최대 5배 빠르게 화성에서 자신의 경로를 스스로 알아낼 수 있다고 합니다. 착륙과정에서 퍼서비어런스가 우주선과 분리돼 화성 환경에 노출되면, 카메라와 센서가 정보를 수집하기 시작한다고 합니다. ‘지형비교항법(Terrain-relative navigation)’ 시스템은 안정적인 착륙면으로 방향을 전환해 안전한 착륙을 도와준다고 하는데요. 이 시스템은 과거 화성 진입에서 사용된 방식보다 훨씬 우수하다고 합니다.

 

또한 퍼서비어런스 로버에는 작은 헬리콥터 드론이 부착돼 있는데요. 인제뉴어티(Ingenuity)입니다. 이 드론은 화성에서 비행할 수 있는지 시연하기 위해 개발됐다고 하는데요. 만약 화성 드론이 장시간 비행할 수 있다면 로버가 접근하기 어려운 지역을 탐사하거나 통과하기 힘든 지역에서 경로를 찾는데 도움이 될 것으로 기대됩니다. 만약 인제뉴어티가 시험비행에서  영하 90도까지 떨어지는 화성의 첫날 밤 살아남는다면 이 드론은 지구가 아닌 다른 행성에서 비행을 한 최초의 항공기가 될 것 입니다.

인제뉴어티(Ingenuity). 출처: NASA/JPL-Caltech
인제뉴어티(Ingenuity). 출처: NASA/JPL-Caltech

퍼서비어런스가 밝힐 고대 생명체의 징후

 

과거 화성에 보내진 로버들은 “물을 따라가라”는 미션을 받았고, 먼 옛날 화성에 액체 상태의 물이 존재했다는 걸 발견했습니다. 퍼서비어런스의 사촌 격인 큐리오시티 탐사선은 화성이 거주가능한 행성인가 여부를 파악하기 위한 탐사를 이어나갔습니다. 미생물이 사용할 수 있는 영양분이나 에너지원을 찾았고, 실제로 화성이 과거 생명체에 우호적인 환경이었을 수 있다는 걸 입증했습니다. 퍼서비어런스는 ‘화성에 생명체가 존재했는가?’에 대한 답을 찾기 위해 과거 존재했던 생명체의 흔적을 찾아나서게 될 예정입니다.

큐리오시티(Curiosity), 인사이트(Insight), 스피릿(Spirit), 오퍼튜니티(Opportunity), 다음은? 출처: 유튜브/NASA
큐리오시티(Curiosity), 인사이트(Insight), 스피릿(Spirit), 오퍼튜니티(Opportunity), 다음은? 출처: 유튜브/NASA

퍼서비어런스가 예제로 크레이터(Jezero Crater)에 착륙한 이유는 이 크레이터가 먼 옛날 생명체에 우호적이었던 장소라는 징후를 보여줬기 때문인데요. <Icarus>에 게재된 연구에 따르면 제제로(Jezero) 호수 안쪽 주변부에 35억년 전에 퇴적된 것으로 보이는 뚜렷한 탄산염(carbonates) 광물의 존재를 확인했습니다. 일반적으로 지구에서 탄산염은 조개, 산호, 그리고 일부 스트로마톨라이트(stromatolites) 등이 화석의 형태로 수십억 년 동안 보존될 수 있을 만큼 단단한 구조를 형성하는 데 도움을 줍니다.

 

또한 ‘Geophysical Research Letters’에 게재된 연구에 따르면 예제로(Jezero) 호수에는 탄산염만 풍부한 건 아닌 것 같습니다. 이 연구에 따르면 삼각주 주변부에 있는 수화 실리카(hydrated silica)가 풍부하게 퇴적돼 있는 것으로 추측되는데요. 이 광물은 탄산염과 마찬가지로 고대 생명체의 징후를 보존하는데 뛰어나다고 합니다. 만약 이 장소가 삼각주의 바닥임을 증명한다면 그곳에 묻혀 있는 미생물 화석을 찾는 데 최적의 장소가 될 거라고 과학자들은 이야기합니다.

퍼서비어런스 로버의 목표는 이 분화구의 과거 환경이 어땠는지 자세히 조사하고 먼 옛날 살았을지도 모르는 생명체의 흔적을 찾는 겁니다. 따라서 이 미션에서 중요한 것은 가장 주목할 만한 토양과 암석 샘플을 식별하고 채집해 보관하는 건데요. 퍼서비어런스 로버가 토양과 암석 샘플을 채취해 티타늄 튜브에 담아 화성의 약속된 장소에 이를 보관하면 추후 발사된 또 다른 로버가 수거해 지구로 보낼 예정입니다. 이외에도 화성 대기에서 산소를 뽑아내 로켓추진연료와 호흡용으로 사용할 수 있는지 확인하는 실험도 수행될 예정입니다.

 


##참고자료##

 

 


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