달 토양 촉매로 활용해 산소 · 연료 현장서 조달

▲ 달 토양을 촉매로 활용한 산소 및 연료 추출 개념도

달의 토양에 물과 이산화탄소(CO₂)를 산소와 연료로 전환할 수 있는 활성 화합물이 포함된 것이 확인됐습니다.

이는 엄청난 비용을 들여 지구에서 가져가지 않더라도 달에서 인간이 숨 쉴 수 있는 산소와 연료 등을 만들어 쓸 수 있다는 것을 의미합니다.

과학저널 출판사 '셀 프레스'(Cell Press)에 따르면 중국 난징대학 재료공학자 야오잉팡 부교수가 이끄는 연구팀은 지난 2020년 말 창어 5호가 가져온 달 시료를 분석해 얻은 이런 결과를 생명공학 저널 '줄'(Joule)에 발표했습니다.

창어5호가 가져온 달 토양 시료

연구팀은 달 탐사에 필요한 자원 확보 방안의 하나로 달에 풍부한 토양과 햇빛을 이용하는 '외계 광합성' 전략을 제시했습니다.

달 토양에서 철과 티타늄 등이 풍부한 화합물이 확인된 만큼 이를 촉매로 활용하고 태양 빛을 에너지로 이용해 인간이 활동하는데 꼭 필요한 산소와 연료를 만든다는 것입니다.

달이나 더 멀리 있는 화성 등에서 산소 등을 만들어 쓸 수 있는 기술이 없었던 것은 아닙니다.

미국의 화성 탐사 로버 '퍼서비어런스'호도 지난해 초 화성 대기 중의 CO₂를 이용해 산소를 뽑아낼 수 있다는 점을 입증한 바 있습니다.

하지만 지구에서 가져간 핵 배터리를 동력으로 활용했다는 점에서 완전한 현장 조달은 아니었습니다.

연구팀은 달에서 추출한 물(H₂O)을 토양과 태양 빛을 이용해 전기분해해 산소(O)를 만들고, 함께 생성된 수소(H)는 우주비행사의 날숨에서 포집한 CO₂과 결합해 메탄과 같은 탄화수소로 만들어 연료로 이용할 수 있다고 했습니다.

이 과정에서는 태양 빛 이외에 다른 에너지가 필요하지는 않다고 연구팀은 밝혔습니다.

연구팀은 달 토양의 촉매 효율이 지구에서 구할 수 있는 것보다 떨어지지만 토양을 나노구조의 고 엔트로피 물질로 녹여 촉매 효율을 높이는 방안도 연구 중이라고 밝혔습니다.

야오 부교수는 "로켓의 짐을 최소화하기 위해 현장자원을 활용했으며, 이런 전략은 지속 가능하고 감당할 수 있는 외계 생활환경 시나리오를 제공해 준다"면서 이를 우주에서 실제 시험해 볼 수 있는 기회를 모색하고 있다고 했습니다.

(사진=Yingfang Yao 제공, 연합뉴스)

유영규 기자sbsnewmedia@sbs.co.kr