[대덕포럼] 우주 생명의 기원을 찾아서

박병곤 한국천문연구원 책임연구원

21세기 세계 천문학계의 최우선 연구 주제 중 하나는 우주에 있는 생명의 기원이다. 1990년대에 처음으로 태양계 바깥의 우주에도 행성이 존재한다는 사실이 밝혀진 후 지구 이외의 행성에도 생명체가 존재하는지는 천문학자 뿐 아니라 모든 인류의 관심을 끌고 있다.

미국은 우주 생명의 기원 연구를 위해 2000년에 차세대 우주망원경과 초대형 지상 천체망원경을 선정하였고, 그 중 차세대 우주망원경인 제임스 웹은 2021년 말에 발사되었다. 2010년에는 외계행성 탐색에 특화된 광시야 적외선 우주망원경이 최우선 순위로 선정되었으며, 낸시 로만 우주망원경이라는 이름으로 2027년 발사할 예정이다.

우주 생명의 기원이라는 커다란 화두에 대한 답을 구하기 위해서는 다양한 분야의 협업이 필요하다. 생명체가 존재한다고 알려진 유일한 항성계인, 태양계에 대한 연구는 우주 생명 연구의 바탕이 된다. 태양에서 발산되는 전자기파와 고에너지 방사선에 대한 연구로부터 생명체가 발생할 수 있는 별의 특성과 주변 우주 환경을 유추할 수 있다.

태양계에 있는 행성이나 소행성을 연구하기 위해 바위로 이루어진 달, 금성, 화성 등에는 탐사선을 착륙시켜서 대기성분과 토양의 샘플을 연구하고 있고, 가스 행성인 목성과 토성 등에는 행성 대기 속으로 탐사선이 들어가서 대기 성분과 온도, 운동학적인 특성 등을 연구하고 있다. 알려진 우주 프로그램으로는 유인 우주선 계획인 아르테미스, 화성 표면에서 지금도 활동하고 있는 로버, 목성 탐사선 파이어니어와 보이저 1,2호가 있고 소행성과 우주선을 충돌시켜서 내부 구조를 연구하는 실험인 다트(DART) 프로젝트도 들 수 있다. 이 모든 일이 우주 생명의 기원 연구와 연관되어 있다.

우주 생명의 기원이라는 인류가 오래전부터 품어 온 근원적인 난제를 풀기 위해 우주발사체, 인공위성, 우주망원경, 탐사선, 초대형 지상 천체망원경 등 다양한 분야의 유기적인 협업이 이루어지고 있는 것이다. 오늘날 사람들이 일상에서 사용하는 많은 첨단 기기와 영상 장비들이 이러한 기술 개발의 결과물이다. 대규모의 국가예산을 투입한 프로젝트에서 획득한 새로운 지식과 기술은 인류의 삶을 풍성하고 윤택하게 하는 데 기여한다.

최근 들어 우리나라에서도 성공적인 진전이 많이 이루어지고 있다. 누리호와 다누리호의 개발 성공, 나사의 적외선 우주망원경 사업 참여와 거대마젤란망원경 건설 참여, 달착륙선 개발, 초대형 전파망원경 사업 참여, 달착륙선 개발 계획 등이 자체 연구개발과 국제협력을 통해 이루어지고 있는 것이다. 개별 사업을 통한 연구 성과 측면에서는 분명히 성공적인 진전이 이루어지고 있다. 그러나 이러한 프로젝트들이 추구하는 궁극적인 연구 목표는 과연 제대로 설정되어 있는 것일까?

단기간에 달성할 수 있는 쉬운 목표나 지나치게 실용적인 면에 치중된 목표 설정으로는 장기간의 연구 계획 수립과 유관 분야의 유기적인 협업을 이끌어내기 어렵다. 이런 점에서 미국이 우주 생명의 기원 연구라는, 쉽게 도달하기 어려운 목표를 설정하고 다양한 분야가 협업 체계를 구축하여 연구를 수행하는 점은 시사하는 바가 크다.

최근 정부에서 발표한 새로운 우주개발진흥 기본계획은 달성해야 할 최종 목표를 우선 설정하고 이를 위해 연관된 여러 분야들을 체계적으로 개발하는 전략을 수립하는 것으로 되어 있다. 이것은 방법론적으로는 바람직한 방향이라고 생각된다. 다만, 새로운 계획이 달성할 최종 목표가 적절히 선정된 것인지에 대해서 보다 깊은 성찰이 필요할 것이다. 자연계의 근원에 대한 질문에 대한 해답을 구하는, 보다 높은 차원의 철학적인 연구 목표를 세우는 일은 우리 수준에는 너무 버거운 일인 것일까?