가까운 듯 먼 '화성(Mars)' 이야기 3편-화성의 잃어버린 역사를 찾아서..

1. 바이킹 탐사선이 열어젖힌 ‘화성 탐사의 문’

1976년, 인류는 바이킹 1·2호를 통해 처음으로 화성의 표면 사진을 받았다. 지금 보면 해상도가 낮고 다소 거친 흑백 이미지에 불과하지만, 당시 기준으로는 초현실적인 충격이었다. 붉게 물든 대지, 날카롭게 깎인 절벽, 아무것도 살지 않는 듯한 거대한 평원. 인류는 처음으로 “다른 행성의 실제 표면”을 눈으로 확인했고, 그 결과는 여러 학문 분야에 엄청난 영향을 미쳤다.

바이킹의 가장 중요한 성과는 단순한 사진이 아니라 생명체 탐색 실험이었다. 표토를 채취해 영양분을 주고 반응을 분석하는 방식이었는데, 당시에는 생명 반응과 유사한 신호가 일부 포착되면서 꽤 큰 논쟁이 벌어졌다. 지금은 지질·화학적 요인에 의한 반응으로 보는 견해가 우세하지만, 이 실험이 없었다면 오늘날의 화성 생명 탐사 전략도 존재하기 어려웠다.

또 하나 중요한 점은 바이킹이 화성 대기의 구성, 표면 압력, 온도 변화를 상세히 기록했다는 사실이다. 특히 평균 기압이 지구의 1% 수준이라는 점은 이후 착륙선 설계와 화성 비행체 개발에 직접적인 기준이 되었다.

단순히 “최초”가 아니라, 이후 모든 미션의 기초를 깔아준 토대였다.

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2. 스피릿과 오퍼튜니티가 증명한 ‘화성에는 물이 있었다!’

2003년 발사된 쌍둥이 탐사로버 스피릿(Spirit)과 오퍼튜니티(Opportunity)는 화성 탐사 역사의 흐름을 바꿔놓았다. 이들은 재설계된 에어백 착륙 방식으로 표면에 부드럽게 내려앉았고, 그 후 예상 수명을 수배 이상 뛰어넘는 활동을 이어갔다. 특히 오퍼튜니티는 15년 넘게 임무를 지속하며 인류가 화성 지표를 가장 오래 실시간으로 관찰할 수 있도록 도와주었다.

이 두 로버가 남긴 가장 유명한 연구 성과는 바로 “과거의 화성에 액체 상태의 물이 존재했다”는 결정적 증거를 확보한 것이다.

퇴적암, 황산염 광물, 물이 흘러야만 형성되는 구조들이 연달아 발견되면서, 학계는 화성의 초기 환경이 지금보다 훨씬 더 온화하고 습했을 가능성을 본격적으로 논의하기 시작했다.

또한 이 시기부터 로버의 임무가 단순 촬영을 넘어, 현장 지질학자 수준의 분석 업무로 확장되었다. 암석을 연마하고 내부를 촬영하는 도구, 토양의 염도와 산화를 파악하는 장비가 추가되면서 화성 연구의 깊이가 획기적으로 늘어났다. 즉, 스피릿과 오퍼튜니티는 “탐사로버의 능력은 이것까지 가능하다”는 새로운 기준을 만든 셈이다.

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3. 큐리오시티, 화성 위의 ‘이동식 과학 실험실’

2012년 화성에 착륙한 큐리오시티(Curiosity)는 그 이전 로버들과 완전히 다른 철학으로 만들어진 탐사선이었다. 덩치부터 압도적으로 커졌고, 전력원 역시 태양광이 아닌 *방사성 동위원소 전지(RTG)*로 바뀌었다. 덕분에 기온 변화나 먼지 폭풍에 영향을 덜 받으면서 안정적인 장기간 탐사가 가능해졌다.

큐리오시티는 내부에 실험실급 분석 장치를 갖고 있었다. 시료를 열분해해 성분을 분석하는 스펙트로미터, 유기물 검출기, 방사선 측정기, 대기 분석 장비까지 다양한 기기가 탑재되었다. 이 덕분에 화성의 흙과 바위가 어떤 성분으로 이루어져 있는지, 고대 환경이 생명체에게 적합했는지에 대한 보다 ‘정밀한’ 결론을 도출할 수 있었는데,

큐리오시티가 가장 대표적으로 밝혀낸 사실은 다음과 같다.

 

• 화성 토양에서 유기물(organic molecules) 발견
• 화성 대기에서 메탄 농도의 계절적 변화 확인
• 과거 ‘게일 크레이터(Gale Crater)’가 호수였다는 핵심 증거 확보

 

특히 게일 크레이터에서 발견된 점토층과 고대 하천 흔적은 “화성에 생명체가 살 수 있었던 시기가 있었다”는 주장을 매우 강하게 뒷받침했다. 큐리오시티는 단순한 사진 촬영용 장비가 아니라, 화성 현장에서 직접 실험하고 결과를 도출하는 사실상의 작은 연구소였다.

즉, 큐리오시티는 탐사 그 자체보다 화성 생명 가능성 연구의 패러다임을 확 바꾼 탐사선이었다고 할 수 있다.

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4. 퍼서비어런스와 인저뉴어티가 보여준 기술적 도약

2021년 착륙한 퍼서비어런스(Perseverance)는 명확한 목표를 갖고 있었는데,

핵심 목표는 다음 2가지였다.

• 고대 미생물 흔적 탐색(생명체 ‘흔적’의 직접적 증거 찾기)
• 화성 샘플을 채취해 미래에 지구로 가져올 준비하기

이 로버는 샘플 회수 튜브를 지표 아래에 집어넣어 고대 퇴적층을 채취하고, 이를 향후 ‘샘플 귀환 미션’에서 회수할 수 있도록 설계되었다.

그리고 많은 사람들이 열광한 존재가 바로 인저뉴어티(Ingenuity) 헬리콥터이다. 화성은 대기가 매우 희박해 비행이 거의 불가능할 것이라는 예측이 많았지만, 인저뉴어티는 이를 깨고 수십 차례 비행에 성공했다.
이 성공은 향후 화성 극지 탐사, 협곡 탐사, 지형 스캔 등에서 엄청난 기술적 이점을 제공하게 될 것으로 평가된다. “화성에서의 비행”은 단순한 이벤트가 아니라, 새로운 탐사 방식의 시작이었다.

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5. 인류는 이제 ‘유인 탐사’의 문턱 앞에 서 있다

화성 연대기의 탐사 기록은 결국 한 방향을 향한다. 바로 인간이 직접 화성에 발을 디딜 날이다.
NASA의 아르테미스 프로그램, 스페이스X의 스타십 계획, ESA와 여러 국가의 국제 협력 프로젝트들이 모두 화성 유인 탐사를 향한 로드맵을 구체화하고 있다. 생명 거주 가능성, 자원 채굴 가능성, 장기 연구 기지 건설까지 논의가 넓어지면서 화성은 단순한 ‘관측 대상 행성’을 넘어, 인류가 실질적으로 도전할 다음 목적지로 자리 잡았다. 물론 해결해야 할 문제는 여전히 많다. 

 

• 방사선 차폐 기술
• 화성 기지 건설(3D 프린팅 구조물 포함)
• 현지 자원 활용(ISRU) 기반의 산소·연료 생산
• 대규모 화물 수송 능력 확보
• 장기 체류를 위한 생명 지원 시스템

 

위 문제는 인류가 반드시 넘어야 할 현실적 과제들이다. 그러나 지금까지의 탐사 기록을 보면, 불가능의 벽은 단계적으로 균열이 생기고 있다는 것을 확인할 수 있다. 바이킹이 첫 문을 열었고, 로버들이 증거를 모았으며, 새로운 기술이 탐사의 방식을 재정의했다. 만약 문제들을 해결한다면, 인류는 최초로 지구 밖 행성에서 장기 거주를 시도하는 종이 될 수 있다. 화성 탐사의 서사에서 “유인 탐사”는 마지막 단계가 아니라, 새로운 시대의 첫 페이지가 될 가능성이 높다.