나사(NASA) 발표대로, 달 표면에 충분한 물이 있으면 가능한 일은?

미국 항공우주국 나사(NASA)가 달 표면에 충분한 물이 발견됐다는 증거를 공개했습니다. 과거에는 달 분화구 내부 음지에서만 물이 감지됐지만, 이번 연구를 통해 햇빛이 비치는 달 표면에서도 물이 발견된 것 입니다.

 

케이시 혼니볼 나사 고다드우주비행센터 연구원은 "발견된 물의 양은 달 표면 1제곱미터(㎡)당 12온스(약 355밀리리터)에 해당한다"고 밝혔습니다. 물은 달 탐사 현장에서 식수로 이용할 수 있고, 수소를 추출해 로켓 연료로도 활용할 수 있습니다.

나사 연구원들은 '소피아'라는 이름의 공중 적외선 망원경을 통해 이 같은 물 분자의 존재를 확인했는데요. 연구팀은 보잉 747기를 개조, 11.6㎞ 상공에서 2.7m 구경 적외선 망원경으로 우주를 관측하는 ‘성층권적외선천문대(SOFIA)’를 통해 이 같은 결과를 얻은 것 입니다.

이들은 물 분자가 달 표면 알갱이 속에 저장돼 있다고 보고 있다고 했습니다. 달 표면의 물을 추출할 수만 있다면 달에 기지를 운영하는 것도 가능한 양이라고 합니다. 

이같은 발견이 이전에 알려졌던 것보다 달 표면에 물이 더 풍부하다는 점을 암시하는 내용입니다. 이전에는 달 분화구 내부 음지에서만 물이 감지됐었지만 이번 연구로 처음으로 햇빛이 비치는 달 표면에서도 물이 감지된 것 입니다.

달은 극한의 환경으로 표면 온도가 섭씨 130도 이상으로 치솟아 액체 상태의 물이 존재하기 힘든데, 달 뒷면으로 가면 정반대의 환경이 펼쳐진다고 알려져 있었습니다. 달 남극 근처 운석 충돌구 지점엔 햇빛이 들지 않아 영하 180도 이하로 떨어지고, 나사는 이곳에 얼음 형태로 물이 존재할 것으로 보고 있었습니다. 실제로 2009년 엘크로스 탐사선을 통해 달에 물 성분이 존재함을 확인한 바 있습니다.

하지만 뜻밖에 이번 연구에서 물 분자의 분광 신호를 발견한 건 햇빛이 드는 지역입니다. 연구팀은 SOFIA 관측자료를 분석, 분광 신호가 수산기(수소-산소 화합물)가 아닌 물 분자에서 나온 것임을 확인했다고 밝혔습니다.

연구팀은 달 남극 근처에 물 분자가 100~400ppm(1ppm은 100만분의 1농도) 정도로 존재하고, 이 물 분자는 달 표면 모래 알갱이 사이에 위치해 있을 것으로 추정했습니다. 연구팀에 따르면 발견된 물의 양은 달 표면 1제곱미터(㎡)당 12온스(약 355밀리리터(㎖))에 해당합니다.

이와 함께 네이처 천문학엔 물이 얼음 형태로 갇혀 있을 수 있는 달 표면의 '영구음영지역(콜드트랩)'이 과학자들이 예상했던 것보다 많다는 연구결과도 함께 실렸습니다. 나사 연구원들은 또 달의 북극과 남극에서 물이 저장돼 남아 있을 만한 영구 음지를 몇 곳 발견했다고 합니다. 이들은 "달 표면 약 4만㎢ 지역이 물을 저장할 수 있는 능력이 있다"고 전했습니다.

미국 콜로라도대 폴 헤인 천체물리학 조교수는 달에 혜성이나 운석이 충돌하면서 물이 전달돼 얼음 형태로 보존돼 있을 영구음영지대가 다양한 크기와 형태로 존재하며, 면적은 이전에 추정(약 2만㎢)한 것보다 두 배가 넘는다고 밝혔습니다. 연구팀은 나사의 달정찰궤도선(LRO) 자료를 분석하고, 수치모델 등을 활용해 이 같은 결과를 얻었다고 합니다.

연구팀은 “콜드트랩 가운데 작은 것은 지름이 1㎝ 밖에 안 되는 것도 있다”며 “우주비행사가 얼음을 찾아 큰 충돌구의 음영지역 안으로 깊이 들어갈 필요없이 주변에서 1m짜리 음영을 찾아내 활용할 수 있을 것”이라고 설명했습니다.

하지만 연구진의 이번 논문에 달의 영구음영지대에 실제로 얼음이 있는지는 입증하지 못했습니다. 하지만 앞서 다른 연구에서 물이 존재할 수 있다는 흔적이 잇따라 발견된 바 있어 실제 우주인이나 로버 탐사에서 물을 확인할 가능성은 크다는 관측입니다.

한나 사전트 행성 과학자는 "이번 연구는 달에 우리가 이용할 수 있는 잠재적 수자원이 더 많다는 뜻이다"며 "물이 어디에 있는가에 따라 달 기지를 어디에 둘 것인지가 달렸다"고 말하며, "우주탐사가 지속가능하게 하는 방법 중 하나는 달에 있는 물을 이용하는 것"이라고 설명했습니다.

과학자들은 달에 있는 물을 추출하는 방법만 개발되면 향후 달 경제의 기반을 형성할 수 있다고 입을 모으고 있습니다. 달에 기지를 세워 우주선 연료를 만들고 급유를 할 수 있다면 지구까지 돌아가는 것보다 더 저렴하기 때문입니다.

제이컵 블리처 나사 인간탐사팀장은 "우리는 아직 이 물 분자의 성질을 이해할 필요가 있다"며 "향후 달 탐사에서 물을 얼마나 쉽게 이용할 수 있는지 결정하는 데 도움이 될 것"이라고 말했습니다.

나사는 이르면 2030년대에 화성 탐사를 준비하기 위해 2024년 여성 및 남성 우주인을 달에 보낼 계획이라고 발표했습니다.