인류의 달 상주 실현되나…달 토양에서 산소 추출 성공

나사, 진공 공간 내 원자로 활용해 달 토양 융해→산소 자원 추출

우주 공간 실험 준비도 完…"우주 공간 인류 상주 가능케 할 것"

[나사=AP/뉴시스]1969년 7월 20일 미 항공우주국(NASA)의 버즈 올드린이 달 표면에 꽂은 성조기 옆에 서있는 모습. 2019.07.10

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 미 항공우주국(NASA)이 달 표면의 토양에서 산소를 추출해내는 데 성공했다. 향후 수년 내 유인 달 착륙을 비롯해 화성과 그 너머의 심우주 탐사가 시작되는 가운데 지구 외 천체에서도 인류가 장기 거주할 수 있는 기반이 될 것으로 기대된다.

26일 나사에 따르면 존슨 우주센터의 열탄소 저감 실증팀(CaRD팀)은 최근 성공적으로 모의 달 토양에서 산소를 추출했다. 달과 같은 진공 환경에서 실사용이 가능한 산소 자원을 추출해 낸 것은 이번이 처음이다.

나사는 우주 공간에서도 호흡에 필수적인 산소를 확보할 수 있게 된 만큼 향후 달에 장기 상주 기지를 설치하기에 앞서 중요한 과제를 해결하게 됐다고 강조했다.

뿐만 아니라 달 기지에는 화성을 비롯한 심우주 탐사에 활용될 로켓 발사대 등도 설치될 예정인데, 여기서 사용될 추진제(연료)에도 산소가 활용될 전망이다.

CaRD팀은 이른바 '더티 챔버(Dirty Thermal Vacuum Chamber)'라고 지칭되는 약 4.5m 직경의 진공 공간에 달과 유사한 환경을 조성하고 실험을 진행했다. 실제 달 환경에서 산소 추출을 시도할 시 오염된 샘플 등이 검출될 수 있는 만큼 실험 또한 완전히 청결하지 않은 '더러운(더티)' 공간에서 이뤄졌다.

연구팀은 진공 공간 내에서 태양 에너지 집광기로 열 에너지를 집중시키고, 이를 활용한 열탄소 원자로로 달 토양을 녹여 산소를 가열·추출해냈다.

나사는 산소 추출을 위한 원자로 운영이 달 표면 조건과 거의 똑같은 상태에서 이뤄졌다고 강조했다. 이미 달 토양에서의 산소 추출 기술이 실제 사용이 가능한 시제품 수준까지 도달했다는 설명이다. 지구가 아닌 우주 공간에서의 실험 준비도 이미 완료됐다.

열탄소를 활용한 산소 추출 실험은 나사 과학기술임무부서(STMD)의 달 표면 혁신 계획(LSI)의 일환이다. 나사는 LSI를 통해 인류가 달이나 다른 행성 환경에 적응·정착하기 위해 필요한 기술들을 개발하고 있다.

미국 텍사스 휴스턴시에 있는 NASA 존슨우주센터 내 열탄소 저감 실증(CaRD) 실험실에 산소 추출을 위한 고출력 레이저와 열탄소 원자로가 설치돼 있다. (사진=나사) *재판매 및 DB 금지

실제로 인류의 달 상주는 그리 멀지 않은 시기에 실현될 가능성이 크다. 현재 나사는 유인 달 궤도 비행을 목표로 아르테미스 2호 임무를 추진 중인데, 내년 중 목표 달성을 위해 승무원 선정, 신형 우주복 개발 등을 순조롭게 진행하고 있다. 이후 2025년에는 아폴로 임무 이후 50여년 만에 처음으로 인류가 달에 착륙하는 아르테미스 3호 임무가 진행된다.

아르테미스 임무가 모두 성공하면 유인 달 기지 건설이 본격화될 예정이다. 달 상공에는 우주정거장 루나 게이트웨이를 띄우고 지상에도 달 표면 기지를 세워 달에 상주한다는 목표다. 달 기지를 교두보로 화성과 같은 심우주 탐사까지 나서게 된다.

달 표면에서 인류의 활동에 필수적인 산소를 추출하는 '현장 자원 활용'이 가능해진 만큼 달 기지 뿐만 아니라 향후 태양계 행성, 외계행성 등에서의 상주도 불가능하지 않을 것이라는 게 나사의 기대다.

나사는 "산소 추출 기술은 지금보다 몇 배에 달하는 산소를 생산할 수 있는 잠재력이 있다. 우주 공간 내 인류의 상주와 달 경제를 가능하게 할 것"이라며 "다른 행성에서 지속 가능한 인류의 기지를 건설하는 데 있어 큰 진전"이라고 전했다.

한편 우리나라 또한 26일 과학기술정보통신부가 나사와 '과기정통부-NASA 간 우주탐사 및 우주과학 협력을 위한 공동성명서'를 체결하고 게이트웨이를 포함한 달에서의 과학기술 연구, 달 거주를 위한 탐사 활동 등의 분야에서 협력을 이어가기로 했다. 인류의 달 거주가 점점 다가오고 있는 만큼 향후 우리나라가 어떤 역할을 맡게 될지도 주목된다.


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