달 탐사의 진화 과정

달은 지구에서 밤하늘에 보이는  곳으로 보일 수 있지만
달의 표면을 자세히 살펴보면 우리들이 아직 경험하지 못한
흥미로운 것들을 발견할 수 있습니다.
미항공우주국 NASA의 달 탐사 궤도선인 LRO는 2009년부터
달 표면을 스캔하며 다양한 각도의 달 표면 사진을 초고해상도 촬영을 톻해
이전에는 볼 수 없었던 달 전체 모습을 우리에게 보여주었습니다.
달 표면에서 발견된 흥미로운 모습들과 그동안 수많은 음모론을 낳은 
아폴로 착륙선의 실제 흔적들 그리고 최근 달에서 가져온 토양 샘플에서
새로운 발견까지 이전에는 경험하지 못했던 우리의 가까운 이웃 달에 대한
흥미로운 달의 실제 모습들을 지금 바로 살펴보겠습니다.

1. 달 탐사의 역사 

 

 

지금으로부터 54년 전인 1969년 7월 20일 아폴로 11호가 인류 최초로 달 착륙에
성공했습니다. 인류 역사상 한 획을 그은 이 사건은 수많은 음모론을 낳기도 했습니다.
바로 달 착륙이 조작된 거짓이라는 것입니다.
음모론자들은 미국국기가 바람에 날리듯 흔들린다. 17톤의 무게의 달 착륙선은 표면에

자국을 남기지 않았는데 암스트롱의 발자국은 너무나 선명하다는 둥 그럴듯한 이유를 

제시하며 음모론을 키워왔습니다.
하지만 나사의 달 정찰 궤도탐사선 LRO가 촬영한 사진에서 54년 전 착륙장소가
지금 어떤 모습으로 있는지 생생하게 보여주었습니다.
LRO 탐사선의 주요 목적 중 하나는 아폴로 착륙지점의 고해상도 이미지를 포착하는 것이었습니다.
LRO가 촬영한 고해상도 사진들은 달 탐사 우주인들이 남긴 장비와 구조물을 선명
하게 보여주며 달 착륙에 대한 의구심을 한방에 불식시키기도 하였습니다.
아폴로 11호의 달 착륙선 이글은 '고요의 바다' 남쪽 지점에 내려앉았습니다.
특히 나사 측은 달 표면 위에 있는 가족사진 한 장을 공개해 화제가 되기도 하였습니다.
아폴로 프로젝트 이미지보관소에 묻혀있다 세상에 공개된 이 사진은 1972년
아폴로 16호를 타고 달에 착륙한 찰스 듀크가 달 표면에 놓고 온 가족사진입니다.
가족의 행복한 모습을 담은 이 사진 뒷면에는 혹시 있을지 모를 외계인을 위해
'행성 지구에서 온 우주인 듀크의 가족'이라는 글이 적혀있었습니다.

 

2. 용암동굴-달 기지의 후보

 

 

달의 표면 온도는 낮에는 127도까지 오르다가  밤이 되면 영하 173도까지
뚝 떨어지는 곳입니다.
이처럼 낮과 밤의 일교차가 300도에 가까운 달 표면에서 달 관측 궤도 위성인
LRO가 신비한 구덩이를 촬영했습니다.
LRO에 달린 열감지기로 구덩이의 온도를 측정했더니 온도가 영상 17도로 일정하게 유지하고
있었습니다. 극한의 추위와 타들어 가는 더위의 달에선 본 적 없는 이상하고
신기한 곳이 발견된 것입니다.
미국 캘리포니아대 로스앤젤레스 캠퍼스와 콜로라도 볼더대 소속 연구진은 
국제학술지 지구물리학 연구회보를 통해 온도가 언제나 영상 17도로 유지되는 달 표면의 
구덩이를 발견했다고 발표하였습니다.
LRO는 사진을 찍은 뒤 동체에 탑재한 열 감지기로 구덩이 온도를 측정해 이런 결과를 얻었습니다.
연구진은 구덩이의 온도가 항상 영상 17도로 유지되고 있는 이유가 용암동굴의
천장이 무너져서 생긴 구멍일 가능성에 집중했습니다.
용암 동굴에서 형성되어 나오는 쾌적한 온도가 뻥 뚫린 구덩이 밖으로 노출됐었고
이를 마침 LRO가 포착하게 된 것이었습니다.
 밝은 햇빛 덕분에 훤히 들여다보이는 구덩이 바닥에는 평탄한 땅으로 이루어져 있으며
언뜻 보기에는 우물 같은 모습이기도 한 이 구덩이는 깊이 34m와 폭 90m로 이루어진
용암동굴로 용암동굴의 천장이 달 표면에서 일어나는 극심한 온도 차이를 방어하는 
차단막 역할을 하는 것으로 연구진은 분석하였습니다.
사실 용암동굴은 인간의 상주기지를 지을만한 곳으로 꼽혀왔습니다.
우주에서 날아드는 유해한 광선을 막고 크고 작은 운석의 공격도 피할 수 있기 때문입니다.
쾌적한 온도가 유지된다면 상주기지의 냉난방을 하는 에너지의 양을 대폭 줄일 수 있기
때문에 달 개발과 탐사를 위해 노력 중인 인류에게는 향후 달 탐사에 필요한 상주기지를 
건설할 때 용암동굴이 최적지가 될 수 있다고 기대하고 있는 것입니다.

 

 

3.달 표면기지의 운석 충돌

 

 

달은 대기층이 사실상 없어 우주공간의 운석들이 그대로 부딪혀 달 표면에는 지금까지
알려진 것보다 훨씬 더 자주 운석들이 충돌하고 있어 연구진은 달에 기지를 세운다면
충돌 위험도를 평가하여 대비해야 한다고 제안하고 있습니다.
운석 충돌은 약 6천600만 년 전 공룡시대를 하루아침에 끝낼 정도로 지구 생명체에는
공포의 대상입니다. 지구의 운석 충돌구는 오랜 세월 비바람에 의한 침식과 지질 작용으로
사라졌지만 달은 지구와 달리 대기가 없어 운석 충돌의 흔적이 고스란히 남아있습니다.
2009년부터 7년 동안 LRO가 촬영한 달의 표면 영상들을 비교해 분석해 보니 이 기간에
새로 생긴 충돌 크리에이터가 222개의 운석 충돌 구덩이를 새롭게 찾아냈다고 밝혔습니다.
분석 결과 달 표면의 위쪽 2센티미터  표토층이 모두 뒤바뀌는 데 걸리는 시간이 81000년밖에
걸리지 않을 것이라는 새로운 추정치를 내놓기도 하였습니다.
운석 충돌의 여파로 생긴 2차 충돌의 영향으로 달 표면 표토층은 더욱 자주 새로운 물질로 
덮일 수 있기 때문에 연구진은 미래에 달 기지를 세운다면 이러한 2차 운석 충돌에 영향을
견딜 수 있도록 설계 또한 이뤄져야 한다고 제안키도 하였습니다.

 

4. 달에는 물이 많이 있다

 

지난 20년 동안 과학자들은 달에 얼음 상태로 존재하는 물의 존재를 놓고 당혹스러워했습니다.
달에 존재하는 물이 대체 어디서 유래했는지 알지 못했기 때문입니다.
저널에 게재된 연구를 통해 과학자들은 달 표면 전체에서 물의 증거를 발견할 수 있었습니다.
이 연구에 따르면 물 분자는 달에 햇빛이 비치는 동안 달의 희박한 대기로 수증기가 떠올라
이동하다가 충분히 차가운 지점을 발견하면 다시 표면에 내려앉는다고 밝혔습니다.
그 덕분에 달에는 특정 지역이 아닌 표면 전체에 물이 고루 분포하고 있습니다.
하지만 달에 존재하는 물이 어디서 왔는지는 여전히 미스터리로 남아있었습니다.
이러한 미스터리는 과학자들에게서 여러 가지 추측을 쏟아내게 하였습니다.
얼음으로 이뤄진 혜성이 달에 물을 전달했다는 이론과 고대 화산 분출로 뿜어져 나왔다는
이론이 대표적인 것들입니다.
그런데 최근 선라이취안  물리연구소 연구원은 창어5호가 수집한 달 토양 샘플을 분석한
결과 고체 등 다양한 형태의 유리 물질을 발견했다면서 달이 보기에는 황량하기 
이를 데 없지만 실제로는 화산폭발 등 활발한 활동으로 유리가 만들어졌고
이유리는 수억 년 이상 달에서 안정적으로 존재했다고 밝혔습니다.
연구팀은 2020년 달 표면에서 1에서 2m 아래를 굴착하여 채취한 약 1.7kg의 물질을
지구로 가져온 달 토양 샘플에서 지금 1mm 미만의 유리 조각 117개를 발견했다고 밝혔습니다.
이 조각들은 과거에 달과 운석이 충돌하는 순간 생성되었고 이후 태양풍을 맞으면서 물을
함유하게 된 것으로 분석되었습니다.
태양풍은 수소 양이온이 대부분인 대전 입자로 구성되어 있으며 달 표면의 산소 원자와 
만나면 수산기를 형성하게 되는데 연구진의 조사 결과 유리 조각은 달 표면 전체에 분포된
 것으로 파악하고 있습니다.
유리 조각들이 머금고 있는 물의 양이 최소 3억톤에서 최대 2700억톤에 이를 것으로 
판단하고 있습니다. 그리고 더욱 중요한 발견은 물을 머금은 유리 조각은 단순히 가열하는
방식만으로 달에서 바로 분리할 수 있을 것으로 판단하고 있으며 섭씨 100도 정도로 이
유리 조각을 가열하면 유리구슬 안에 있는 물을 추출할 수 있다고 설명하였습니다.
하나의 알갱이에 담겨있는 물의 양은 소량이지만 유리 조각들을 한데 모으면 충분히
수자원으로 활용 가능하다는 결론이었습니다.
이번 발견이 인류가 달에 기지를 건설하려는 계획에서 매우 중요한 분기점이 될 것이라고 
보았습니다.