달이 점점 작아진다…산사태 위험 커져 달 기지 안전도 위협

미국 메릴랜드대 연구진
달 둘레 46m 줄어...지표 구조 변화
산사태 발생하면 달 전초기지 안전 위협

달 우주 기자 상상도. 과학자들은 달에 기지를 건설하고 심우주 탐사를 위한 전진기지로 활용한다는 계획을 갖다. 다만 최근 연구에서 월진으로 인한 피해 가능성이 크다는 연구 결과가 나오면서 안전성을 높이기 위한 설계 기술 개발이 필요성이 커지고 있다./유럽우주청

달의 부피가 점점 줄어들고 있어 인류의 달 탐사 계획을 위협할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 달 부피가 줄면 달에 지진(월진)이 잦아지고 산사태까지 일어날 수 있어 향후 달에 세울 유인우주기지의 안전까지 위협할 수 있다는 분석이다. 미국이 50여년만에 추진하는 인류의 달 재착륙 계획인 ‘아르테미스 프로그램’에 심각한 위협이 영향을 줄 수 있다는 것이다.

니콜라스 슈머 미국 메릴랜드대 교수가 이끄는 연구진은 이달 25일(현지 시각) “지난 수억년 간 달의 둘레가 150피트(약 46m) 감소했다”며 “부피 수축으로 인한 단층 형성이 월진의 위험성을 키우고 있다”고 밝혔다.

달의 둘레는 1만921㎞ 수준으로 알려져 있다. 그러나 달이 만들어진 초기에 뜨거웠던 중심부가 점차 냉각되면서 부피도 조금씩 수축하고 있다. 연구진은 달의 부피 감소를 포도에 비유해 설명하고 있다. 포도를 말려 건포도를 만들면서 부피가 감소하는 것처럼 달도 수축하고 있다는 것이다. 이로 인해 수억년에 걸쳐 달의 둘레는 약 46m 감소했다.

달의 수축은 지표면의 구조도 바꿔놨다. 건포도가 마르면서 껍질이 쪼그라드는 것처럼 달 지표면도 부피 수축으로 변형이 일어난다. 이같은 변화가 달의 단층 구조를 바꾸고 산사태 발생 가능성을 높이고 있다는 것이 연구진의 분석이다.

연구진은 달 남극 지역의 단층 구조 데이터와 실제 달에 설치한 지진계의 관측 자료를 종합해 이같은 결과를 얻었다. 달의 남극은 아폴로 계획의 우주선들이 착륙한 지역이자 아르테미스 계획의 착륙 후보지로 꼽힌다. 일조량이 풍부해 태양광 발전에 유리하고 지하에는 얼음이 매장돼 있어 자원 확보도 할 수 있는 덕이다.

연구진은 인류를 달에 거주하게 하는 아르테미스 계획의 안전성을 확인하기 위해 달 남극의 지표 경사면 안정성을 측정할 수 있는 모델을 개발했다. 그러나 계속된 달의 수축으로 발생한 단층 구조 변화로 인해 월진과 산사태의 발생 위험이 크다는 점이 드러났다.

토마스 와터스 미 국립항공우주박물관 선임연구원은 “달의 수축이 남극에서 강한 월진을 유발하는 ‘추력 단층’을 만들었다”며 “달에 인류를 위한 기지를 만들 때 단층 구조까지 고려해야 안전한 임무 수행이 가능할 것”이라고 말했다.

달은 지구에서처럼 지진을 유발하는 지각판의 활동은 일어나지 않는다. 다만 지구와의 중력 상호작용, 온도 차이에 의한 지표면의 움직임이 지진과 비슷한 현상을 만들어내는 것이다. 달에서 일어나는 월진의 존재는 인류가 달에 직접 도착한 이후에야 알려졌다.

최초의 달 착륙 임무였던 아폴로 11호의 승무원들은 달에 도착한 후 지진계를 설치했다. 1972년 아폴로 17호 임무까지 지진계 설치는 계속됐고, 1977년 전력 부족으로 작동을 멈출 때까지 달 지표의 움직임 정보를 지구로 보내왔다.

지금까지 일어난 가장 강한 월진은 진도 5 수준이다. 진도 5는 건물 전체가 흔들리고 물체가 파손되는 정도를 말한다. 다만 수초~수분 지속되는 지진과 달리 월진은 1시간 이상 지속되는 만큼 실제 피해 규모는 지진보다 클 것으로 예상된다.

슈머 교수는 “달 표면은 소행성과 혜성에 충돌하면서 만들어진 자갈이 표면을 채우고 있다”며 “월진으로 인해 산사태가 일어나면 피해 규모가 커질 수 있다”고 설명했다.

연구진은 향후 유인 달탐사 임무를 위한 월진 지도도 만들고 있다. 나사는 내년 말 첫 유인 임무를 시작해 달에 전초 기지를 건설할 예정인 만큼 월진으로부터 안전한 지역을 선정하는 데 참고자료로 활용한다는 계획이다.

슈머 교수는 “아르테미스 계획의 시작이 가까워지는 만큼 우주인과 장비, 시설을 안전하게 유지할 수 있는 방안도 시급히 마련해야 한다”며 “이번 연구를 통해 월진을 견디는 건물 설계와 장비 제작에 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘행성과학 저널’에 이날 소개됐다.

참고자료

Planetary Science Journal, DOI: https://doi.org/10.3847/PSJ/ad1332

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