화성에서 이산화탄소로 산소 만들었다..영화 '마션' 현실화하나

NASA의 화성 탐사 로버 퍼시비어런스에 실린 산소 추출 실험 장비 '목시. NASA 제공.

미국 항공우주국(NASA)이 화성 대기의 96%를 차지하는 이산화탄소에서 산소를 추출하는 데 처음으로 성공했다. 미래 유인 화성 탐사에서 우주인들이 호흡하거나 로켓 추진제로 활용할 산소를 화성에서 만들어낸 것이다. 지난 19일 무인 헬기 ‘인저뉴이티’의 화성 첫 동력 비행 성공에 이은 또다른 성취로 평가된다. 

NASA는 지난 2월 화성에 착륙한 탐사 로버 ‘퍼시비어런스’에 실린 산소 생산 실험 장치인 ‘목시(MOXIE)’가 화성 대기의 이산화탄소에서 처음으로 산소를 추출하는 데 성공했다고 22일(현지시간) 밝혔다. 

20일 진행된 첫 실험에서 목시는 약 1시간 동안 5.37g의 산소를 만들어냈다. 이는 우주비행사 1명이 10분간 호흡할 수 있는 양이다. 화성 표면에서 우주인 4명이 1년간 사용하는 산소량은 약 1t이다. 목시는 시간당 최대 10g의 산소를 생산하도록 설계됐다. 

육면체 형태로 생긴 목시는 화성의 이산화탄소를 산소와 일산화탄소로 분리하는 기술로 산소를 추출했다. 이때 800도에 달하는 고열이 필요한데 목시는 이를 견디기 위해 3차원(3D) 프린팅된 니켈합금으로 만들어졌다. 목시 표면의 얇은 금 코팅은 고열을 적외선을 방출해 퍼시비어런스의 내부 손상을 막는다.

화성 이산화탄소에서 추출한 산소는 우주 비행사의 호흡용에 그치지 않는다. 우주인들이 지구로 돌아오기 위한 로켓 추진제로도 활용할 수 있다. 화성에 4명의 우주인을 보내려면 약 7t의 연료와 25톤의 산소가 필요하다. 우주인들이 돌아오는 데 필요한 25t의 산소를 따로 운송하는 것은 비효율적이다. 만일 25t의 산소를 화성에서 직접 만들어낸다면 훨씬 경제적이다. 

짐 로이터(Jim Reuter) NASA 우주기술미션이사회(STMD) 부의장은 “화성의 이산화탄소를 산소로 전환하는 첫 단계 실험에 성공했다”며 “산소는 우주인들이 숨쉬는 데 사용되기도 하지만 로켓 추진제로도 활용될 수 있다”고 말했다. 

목시는 앞으로 약 2년간(지구시간) 최소 9차례 산소를 만들어내는 실험을 진행한다. 각기 다른 시간과 다양한 대기 조건, 기온 환경에서의 실험이 순차적으로 이뤄진다. 

[김민수 기자 reborn@donga.com]