일본산업뉴스요약

인류의 다음 목표는 화성
국제우주탐사계획에 세계가 주목

미국은 이르면 2030년에 달표면에 우주비행사를 보내는 계획을 세우고 있다. 다음으로 인류가 지향하는 목표는 화성이다. 지구와는 크게 다른 환경의 혹성 탐사에 전세계가 주목하고 있다. 앞으로 인류는 어떠한 방식으로 우주에 접근할까? 국제우주탐사에 있어서 일본은 어떠한 분야에서 공헌할 수 있을까? 화성 탐사 프로젝트를 쫓아가 보았다.

▶일본의 도전: 시료 채취로 성분 해명

-- 60년대에 시동 --
화성탐사는 60년대 소련의 화성무인탐사프로그램 ‘Mars probe program’에서 시작되었다. 현재는 12년에 화성에 착륙한 미항공우주국(NASA)의 화성무인탐사선 ' 큐리오시티(Curiosity)’나 03년부터 화성궤도를 돌고 있는 유럽우주기관(ESA)의 탐사기 ‘Mars Express’ 등이 활약하고 있다. 일본은 98년에 화성탐사기 ‘노조미’를 발사하였지만 화성의 주회궤도에 도착하지는 못했다.

화성 탐사 시도는 계속된다. NASA는 5월에 화성내부탐사기 ‘인사이트’의 발사를 계획하고 있다. 또한 20년에 발사 예정인 아랍에미리트(UAE)의 화성탐사기 ‘알아말(al-Amal)’에 대해서는 미쓰비시중공업이 국산 로켓 ‘H2A’에서의 발사를 수주하였다. 일본도 탐사차나 비행기를 이용한 종합적인 화성탐사계획 ‘MELOS(Mars Exploration of Life-Organism Search)계획’을 20년대에 실현하기 위해 검토를 추진하고 있다.

-- 가설을 검증 --
일본은 간접적인 어프로치로 화성탐사에 도전하려 하고 있다. 화성은 포보스와 데이모스라고 불리는 직경 수십km의 2개의 위성을 갖고 있다. 이들 위성은 예전에 화성과 거대 운석이 충돌하여 그 파편이 모여 생겼다는 가설과 외부에서 온 소행성이 화성의 중력에 붙잡혔다는 가설이 논의되고 있다. 전자의 가설이 옳다면 위성에 화성에서 나오는 성분이 포함되게 된다. 이러한 가설의 검증에 도전하는 도쿄공업대학의 겐다(玄田) 교수는 “화성의 위성 시료를 가져와 분석함으로써 화성 본체의 성분을 명확히 밝힐 수 있을지도 모른다”라고 기대감을 나타낸다.

우주항공연구개발기구(JAXA)는 이들 2개의 위성에서 샘플을 채취하는 ‘화성 위성 샘플 리턴 미션’(Martian Moons eXploration, MMX) 계획을 추진하고 있다. 현재 개발이 진행되는 신형 기간 로켓 ‘H3’에서 2024년 발사를 목표로 NASA와 공동으로 실증기 개발을 추진한다.

▶발전하는 연구: 비행기로 광범위 관측

-- 세계 첫 탐사 방법 --
연구 차원에서는 화성에서의 운용을 상정한 연구가 많이 있다. 이미 화성에서는 화성을 도는 인공위성이나 화성 표면을 달리는 탐사차가 활약하고 있다. 그러나 인공위성으로는 이미지의 해상도가 나쁜 경우가 있고, 무인탐사선 큐리오시티는 하루 이동거리가 200m로 움직일 수 있는 범위는 좁다. 때문에 화성의 지표 부근을 비행하는 화성탐사 비행기의 연구가 추진되고 있다. 화성탐사 비행기의 연구를 수행하는 도호쿠대학의 후지타(藤田) 교수는 “비행기를 사용함으로써 탐사차보다 넓은 범위를 관측할 수 있다. 세계 첫 탐사 방법이 되지 않을까 생각한다”라며 기대하고 있다.

JAXA는 16년에 무게 5kg의 비행시험기의 비행 실험을 다이키항공우주실험장(홋카이도)에서 실시하였다. 고도 36km에서 비행시험기를 기구에서 분리하여 약 15km 비행에 성공하였다. 이러한 시험을 통해 얻은 데이터는 풍동 시험이나 유체역학 시뮬레이션의 검증 데이터로서 이용한다. 미래의 화성탐사용 비행기의 설계에 활용할 수 있을지도 모른다.

-- 특기 기술 축적 --
지금 화제가 되고 있는 것은 유인화성탐사다. 트럼프 대통령은 17년 12월, 달표면에 우주비행사를 보내 화성탐사를 위한 기지를 만드는 지시서에 서명, “화성과 화성 다음의 우주를 목표하는 기초를 구축한다”라고 분명히 말했다. 이러한 움직임에 대해 일본은 유인활동에 필요한 물과 공기의 재생 기술과 같은 ‘유인우주 체재기술’의 개발에 착수한다는 방침을 밝혔다. 국제우주탐사계획 가운데 일본은 특기 기술을 축적함으로써 우위를 확보할 생각이다.

민간에서는 일론 머스크가 이끄는 미국 우주벤처기업 스페이스X가 2월에 세계 최대의 수송 능력을 갖는 대형 로켓 ‘팰컨 해비’의 발사에 성공. 또한 그 후계기인 거대 로켓 ‘BFR’을 24년에 화성으로 발사하기 위해 로스앤젤레스 항에 있는 시설에서 건조를 시작하였다. 유인화성탐사를 위한 계획은 착실히 추진되고 있다.

▶많은 과제: 폐쇄공간에서 스트레스 실험

-- 높은 허들 --
그러나 화성에 가기 위해서는 아직 과제가 많다. JAXA의 우주비행사인 오니시(大西) 씨는 “화성에 가고 싶은 마음은 있지만 보급 문제 등에 있어서 허들이 다소 높은 것이 아닌가 생각된다”라고 말한다.

화성은 로켓으로 가도 편도에 2년 이상이 걸리는 거리다. 때문에 정신 면에서의 문제도 중요하다. JAXA의 우주비행사이며 우주의학생물학 연구그룹장을 맡고 있는 후루카와(古川) 씨는 “문화가 다른 사람과 폐쇄된 공간에 있으면 싸움도 일어나기 쉽다”라고 강조한다. 편도 2년이 걸리는 우주기나 우주에서의 거주 공간 등 폐쇄 공간에서의 장기간의 스트레스는 상상 이상으로 크다. JAXA는 폐쇄 공간에서 사람이 어떻게 되는가 등에 대한 실험을 추진하고 있다.

-- 우주에 손이 닿는 시대 --
인류는 지구에서 달, 화성, 그리고 더 먼 우주로 활동 범위를 넓힐 것이다. 이 욕망은 인류가 존재하는 한 멈추지 없을 것이다. 지금까지 올려다 볼 수밖에 없었던 우주에 손이 닿을 수 있는 시대가 눈 앞에 다가와 있다.

  -- 끝 --