올해 10월 23일, 미 항공우주국(NASA)은 화성에서 촬영한 한 장의 사진을 공개했다.
화성 북극 부근 운석 충돌 크레이터(위성, 행성 표면에 있는 크고 작은 구멍을 말한다)를 덮고 있는 얼음 모자(빙관, 아이스캡) 사진이 그것인데, 과학자들은 화성의 얼음모자의 크기는 크레이터의 직경인 약 200미터 정도 될 것으로 보고 있으며, 생성 시기는 1만여 년 전으로 추정하고 있다.
그리고 10월 11일에는 미 항공우주국 소속의 화성 탐사 로봇인 피닉스가 화성의 구름에서 눈이 내리는 것을 처음 관측해 화성에 물이 존재할 것이라는 확률을 높여 주었다.
이렇듯 계속해서 화성에 대한 새로운 사실들이 밝혀지면서 새로운 화성 탐사와 유인탐사에 대한 관심과 기대도 늘어가고 있다.
하지만, 사람이 직접 화성에 가서 탐사하는 것은 위험하고 어려운 일이라고 하는데…과연 그 원인은 무엇일까?
첫째, 연료와 시간문제다.
연료와 비행시간은 서로 반대되는 관계이다.
화성에 좀 더 빨리 도착하기 위해서는 우주선의 추진력을 감당할 만한 많은 연료가 필요하고, 이보다 적은 연료로 가기 위해서는 오랜 비행시간이 소요된다.
예를 들면 지구에서 화성을 가는 방법은 크게 2가지가 있다.
그 한 가지는 지금까지 알려진 가장 효율적인 비행 방식인 호먼궤도를 이용하는 방식이고 나머지 한 가지는 지구에서 화성까지 최단거리를 로켓 추진을 통해 이동하는 방법이다.
호먼궤도를 이용해 화성으로 갈 경우 약 8개월 정도의 시간이 소요되며, 지구의 공전속도를 이용하기 때문에 많은 양의 연료를 줄일 수 있다.
하지만, 최단거리를 로켓 추진비행을 통해 이동할 경우, 비행시간은 20~30일로 줄겠지만, 연료는 어마어마한 양이 소요될 것으로 보고 있다.
또한, 유인 탐사 비행은 화성에 도착하는 것으로 끝나는 것이 아니라 탐사우주인이 다시 지구로의 귀환해야하기 때문에 귀환에 대한 문제는 여전히 남아있다.
현재 과학자들은 화성에 갈 때는 호먼 궤도를 이용하고, 지구로 돌아올 때는 화성의 자원을 통해 연료를 충전해 바로 오는 방법을 연구 중이다.
둘째로 장기간 화성 탐사 비행 시, 화성탐사우주인이 생활하는데 필요한 생명유지물품 처리방법이다.
인간이 생존하기 위해서는 물과 식량, 그리고 산소가 절대적이다.
하지만, 우주 공간에서 이러한 것들을 얻기란 불가능하다.
국제우주정거장에 체류하고 있는 우주인이 먹고 마시고 소비되는 산소는 모두 우주선을 통해 재보급을 받는다.
하지만, 화성 탐사 우주선에서 재보급은 거의 불가능에 가깝다.
결국, 출발할 때 화성에 도착할 때까지의 모든 물품을 적재해야만 한다.
이는 우주선의 크기를 더 크게 만드는 요인이 되고 이는 다시 우주선의 연료 문제로 이어지게 된다.
과학자들은 이를 해결하기 위해 화성에 착륙해 사용할 보급품과 지구 귀환할 때 사용될 보급품은 무인 보급 우주선을 미리 화성에 보내 화성 탐사 우주인이 화성에 도착해 활용하는 방안을 검토하고 있으며, 우주선의 무게를 최대한 줄이기 위해 물과 공기는 우주선 내에서 최대한 재활용 될 수 있도록 할 예정이다.
예를 들어 공기는 정화 필터와 우주선 내 녹색 식물을 통해 이산화 탄소를 제거하고 물은 체외로 배출되는 땀, 소변, 배설물 등을 재처리하여 다시 마실 수 있는 물로 재활용하거나 식물에 재사용 하는 방식이다.
그러나 이런 방식을 사용한다 하더라도 8개월 동안 약 5~6인의 우주인이 생존하기 위해서는 수십 톤 이상의 물과 식량, 공기가 미리 확보되어야 한다.
세 번째로 가장 큰 문제가 될 것으로 예상되는 것은 화성탐사우주인의 안전 문제다.
지금까지 인류가 가장 먼 거리로 우주 탐사를 간 것은 달까지의 우주비행이었다.
달까지의 비행은 겨우 약 3일 정도의 시간이 소요되었다면 화성으로의 비행은 가는데만 8개월이 걸린다.
그리고 화성에 도착해 탐사 활동을 한 뒤 다시 지구로 귀환하기까지 약 3년여 시간 동안 우주