화성 테라포밍(Terraforming) 산소 확보 방법

테라포밍은 인류가 우주를 탐험하고 새로운 거주지를 찾는 과정에서 많이 등장하는 주제입니다. 테라포밍(Terraforming)이란 단어는 화성이나 달을 '지구화' 시킨다는 의미를 가지고 있으며, 이를 통해 지구와 유사한 환경으로 변환시키는 것을 말합니다. 다른 행성을 인류가 살 수 있는 환경으로 만들기 위한 첫 번째 행동으로 대기에 산소를 확보하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

 

ㅁ 목차

1. 대기의 산소 유지

2. 산소가 부족한 화성

3. 산소 공급 방안

1. 대기의 산소 유지

테라포밍을 하기 위해서는 대기의 조성을 바꿔서 사람이 호흡할 수 있는 산소를 확보하고, 기온을 높여 생명체가 살 수 있는 환경을 만들어야 합니다. 또한 물이 생명 유지에 필수적인 만큼, 물의 공급을 통해 토양을 비옥하게 하고, 식물과 미생물의 생태계 조성 및 토양의 질을 개선하여 대기 중의 산소와 이산화탄소의 균형을 맞춰 유지할 수 있어야 합니다.

 

* 목성의 위성 유로파 산소관측

유로파 대량의 산소 관측 클리퍼(Clipper) 탐사선

 

2. 산소가 부족한 화성

태양계 행성 중 암석형 계열로 사람이 거주할 수 있는 행성은 화성 뿐입니다. 수성, 금성은 태양과 너무 가까워 대기 온도가 400도를 넘어 인류가 거주하기에 불가능한 환경을 가지고 있습니다. 나머지 화성은 그나마 하루 길이가 지구와 비슷하며, 극지방에는 물 얼음이 존재합니다. 하지만 화성의 대기는 이산화탄소 95% 이상을 차지하고, 산소는 0.2%로 매우 희박한 대기를 가지고 있습니다. 인류가 화성에 거주하기 위해 산소 공급 방식을 해결해야 한다는 큰 과제가 남게 되는 것입니다.

 

* 태양계 행성 화성 알아보기

화성 태양계 행성 퍼시비어런스 미션

3. 산소 공급 방안

산소를 생성하기 위해서는 극한 환경에서 생존할 수 있어야 하고, 동시에 화성의 대기와 토양을 변화시켜 사람이 살기 좋은 환경으로 만드는 데 기여할 수 있는 특징을 가져야 합니다.

 

신트리키아 카니네르비스 이끼

신트리키아 카니네르비스 이끼는 영하 80도에 최대 5년 간 보관하고 해동하여도 모두 되살아나는 것으로 확인되었습니다. 또한 신트리키아 카니네르비스 이끼는 감마선에도 강한 생존력을 보이는데, 사람은 약 50Gy에 노출되면 사망할 수 있는 것에 반해 5000 Gy의 감마선에서 50%의 생존율을 보였습니다. 이 밖에도 이산화탄소 95%의 대기나 영하 60도에서 영상 20도로 변동하는 기온, 낮은 대기압 수준 등에서도 100%의 생존력을 보였습니다. 신트리키아 카니네르비스 이끼가 화성에 정착해 살아남는다면 산소를 생산하고 이산화탄소를 포집하며 토양의 비옥도까지 높여줄 수 있을 것으로 보입니다.

 

시아노박테리아

시아노박테리아는 광합성을 통해 산소를 만드는 광합성 세균으로, 광합성을 통해 산소를 만들어 낼 수 있는 유일한 세균입니다. 우리나라에서는 남세균이라 불리며, 선캄브리아대 지층에서 화석으로 흔히 발견되며 바닷물이나 민물, 토양 속이나 나무줄기 등에서 서식합니다. 최근 물이 적은 환경에서도 생존이 가능한 종을 선택하여 고분자 물질 안에 넣은 뒤 페인트와 혼합하여 그린 리빙 페인트라는 물질을 개발하였는데, 이 물질은 페인트 1g 당 하루 0.4g의 산소를 생성하고 이산화탄소는 0.31g을 흡수할 수 있어 화성 기지에 쓸 수 있을 것으로 기대를 모으고 있습니다. 강력한 자외선, 높은 온도와 방사능에도 저항력을 갖추고 있어 화성에서 인류가 거주할 수 있는 기지를 건설하는 데 사용하기 적합할 것으로 판단하고 있습니다. 그린 리빙 페인트 기술이 상용화되면 화성 기지에서 산소를 공급하는 방법이 다양해지는 것으로 산소를 생산하기 위한 전자 기기를 유지 관리하는 것보다 훨씬 유리할 것으로 보입니다.

 

* 광합성 세균 시아노박테리아

산소 발생 미생물 시아노박테리아 테라포밍

 

산소발생기 MOXIE

21년 NASA에서는 화성 탐사를 위해 발사한 퍼서비어런스호에 산소를 만들어내는 목시(MOXIE)라는 장비를 탑재시켰습니다. 목시는 토스트기 크기로 화성의 대기 중의 이산화탄소로부터 불순물을 걸러내고 산소를 만들어 낼 수 있습니다. 한 시간 동안 만들어낼 수 있는 산소의 양이 약 10g으로 보통 크기의 나무 한 그루가 광합성을 통해 내뿜는 양과 비슷한 양입니다. 이는 우주인이 10분 정도 호흡할 수 있는 산소의 양으로, 퍼서비어런스호에 탑재된 목시는 16차례의 시험 운행을 진행하였고, 122g의 산소를 안정적으로 만들어내면서 산소 생산의 기술을 입증하였습니다. 목시의 장점은 밤낮과 계절 변화에 상관없이 연중 내내 산소를 만들어 낼 수 있다는 것입니다. 목시 장비의 동작은 지속적으로 가능하며, 화성에서 필요한 산소를 자급자족 할 수 있도록 현재 확보된 기술을 좀 더 발전시키면 대량의 산소 생산도 가능할 것으로 보입니다.

 

* 산소생성 장비 moxie

화성에서 산소 만들기 성공 퍼서비어런스호 산소 생성