ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ현재 화성은 NASA 탐사선 '퍼서비어런스(Perseverance)' 등이 착륙해 조사를 진행하고 있다.
탐사선 가운데 기술적으로 가장 발전된 퍼서비어런스의 최대 임무는 화성에서 생명의 흔적을 찾는 것이다. 35억 년 전 강물이 흘러들던 삼각주로 추정되는 예제로 크레이터는 유기 분자 등 미생물 흔적을 발견할 수 있을 것으로 기대되고 있는 장소다.
이와 함께 퍼서비어런스는 향후 화성의 인간 거주를 위한 막중한 조사 업무도 담당하고 있다. 퍼서비어런스는 이미 화성 대기 중 이산화탄소에서 우주비행사의 호흡이나 로켓 연료로 활용할 수 있는 산소를 추출하는 실험을 성공적으로 수행했다. 마이크 웟킨스 NASA 제트추진연구소장은 "퍼서비어런스가 장차 화성의 인간 거주를 위한 길을 열 것"이라고 언급한 바 있다.
구체적으로 파사비어런스에 장착된 산소 생성 장치 'MOXIE(Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment)'가 지난해 화성에서 정상 가동되면서 화성 대기에서 산소를 생성하는 데 성공했다. MOXIE는 화성 대기의 95%를 차지하는 이산화탄소를 전기화학 프로세스를 이용해 일산화탄소와 산소 이온으로 분해해 산소를 생성하는 장치다. 화성 가동 당시 시간당 5.37g의 산소 생성에 성공했으며, 이는 우주비행사가 약 10분간 호흡할 수 있는 양에 해당한다.
이런 가운데 포르투갈 리스본 대학 바스코 구에라(Vasco Guerra) 박사 연구팀이 "화성 환경을 재현한 실험에서 가스를 플라즈마화하는 장치 '플라즈마 리액터(Plasma reactor)'를 이용해 파사비어런스에 장착된 생성 장치보다 더 효율적으로 산소를 만들어 내는 데 성공했다"고 발표했다.
연구 결과는 응용물리 분야 국제학술지 '저널 오브 어플라이드 피직스(Journal of Applied Physics)'에 게재됐다.
연구팀이 고안한 장치는 전자빔을 적절한 속도까지 가속시켜 이산화탄소를 플라즈마화해 산소를 생성하는 방식이다. MOXIE는 산소 생성을 위해 화성 공기를 가압·가열해야 했지만 플라즈마 리액터는 그럴 필요가 없다.
연구실 실험에서 연구팀은 화성의 압력과 조성을 재현한 공기의 30%를 산소로 변환할 수 있었다. 효율은 시간당 약 14g으로 MOXIE보다 우수하며 이는 약 28분간 호흡하기에 충분한 양이다.
다만 실제로 화성에서 운용하기까지는 몇 가지 문제를 해결해야 한다. 이 장치는 휴대용 전원과 생성한 산소를 저장할 장소가 필요하고, 이 모든 것이 MOXIE와 같거나 그 이상으로 부피가 커질 수 있다.
이번 연구에 참여하지 않은 마이클 헥트(Michael Hecht) 매사추세츠공대 교수는 "NASA가 MOXIE를 개발한 것처럼 비용을 들여 지원한다면 이 기술이 언젠가는 우주비행사가 화성에서 숨을 쉬는 데 도움이 될 뿐만 아니라 연료와 비료를 만드는 방법으로도 사용될 수 있을 것"이라며 "MOXIE보다 훨씬 미숙한 형태지만 플라즈마 기술에는 아무런 문제가 없다"고 언급했다.