【뉴스퀘스트=김형근 과학전문 기자】 앞으로 우주 비행사들이 처음으로 황량한 화성의 풍경에 발을 디딜 때, 그들은 생명을 가정용 전자레인지만큼 한 산소 배출기에 의존해야 할지 모른다.

미국 항공우주국(NASA)이 화성 대기에서 산소를 추출하는 실험을 성공리에 마무리한 것으로 알려졌다.

NASA는 화성 탐사선 '퍼서비어런스'(Perseverance)에 실어 보낸 비교적 크기가 작은 '화성 산소 현장자원 활용 실험'(MOXIE: Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, 이하 목시) 장치가 지난 7일(현지시간) 16번째 산소 추출을 마지막으로 2년간의 임무를 완료했다고 이날 발표했다.

가장 낙관적인 예상을 뛰어넘을 정도로 성공적

NASA는 그 결과는 이 목시 장치를 제작한 매사추세츠 공과대학(MIT) 과학자들의 가장 낙관적인 예상을 뛰어넘을 정도로 성공적이었다고 밝혔다.

목시는 화성 대기의 96%를 차지하는 이산화탄소 분자를 전기분해해 durlo에서 산소(O)를 추출하고 그 순도와 양을 분석하는 장치로 모양은 전자렌지 정도 크기의 상자를 닮았다.

산소원자 분리 과정에서의 고열을 견딜 수 있도록 니켈합금 등과 같은 내열 소재로 제작됐으며, 적외선 열을 반사하고 내부의 열이 다른 장비에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 외부는 얇게 금도금이 돼 있다.

목시는 복잡한 전기화학적 과정을 통해 산소 분자를 만든다. 화성의 대기에서 탄소와 산소로 만들어진 이산화탄소(CO2)에서 산소 원자를 분리해 추출하는 장치다.

2020년 NASA가 발사한 퍼서비어런스의 주요 임무는 화성에서 고대 미생물 생명체의 흔적을 찾는 것을 포함한 우주 생물학적 연구에 있다.

NASA 팸 멜로이(Pam Melroy) 부국장은 이 장치의 중요성에 대해 논평하면서 “목시의 인상적인 성능은 화성의 대기로부터 산소를 추출하는 것이 가능하다는 것을 보여준 것”이라고 평가했다.

그는 “지속 가능한 인간 탐사를 촉진하기 위해 달과 화성과 같은 우주 자체 내에 있는 자원을 활용하는 것이 무엇보다 중요하다”고 강조했다.

총 122그램 산소 합성에 성공…작은 개 한 마리 10시간 동안 호흡 가능 양

2021년 퍼시비어런스 탐사선이 화성에 착륙한 이후 목시는 총 122그램의 산소를 합성했다. 이는 작은 개 한 마리가 10시간 동안 호흡할 수 있는 양이다.

놀랍게도, 목시는 최종 실험에서 시간당 98% 순도의 산소를 최대 12그램까지 만드는데 성공했다. 이는 NASA가 원래 목표로 했던 것보다 2배가 더 많은 양이다.

NASA는 이번 임무를 통해 화성 탐사 우주비행사들이 숨 쉬거나 로켓 연료를 연소하는 데 꼭 필요한 산소를 현장에서 생산하는 것이 실행 가능한 기술임을 입증했다고 의미를 부여했다.

한편 NASA에 따르면 화성 표면에서 네 명의 우주비행사를 태우고 이륙하려면 약 7t의 로켓 연료와 함께 이를 연소하는데 약 25t의 산소가 필요하다.

하지만 이를 지구에서 가져가는 것은 물리적으로나 경제적으로 어렵다. 때문에 NASA는 화성에 풍부한 이산화탄소를 활용할 수 있는지 검증하기 위해 목시를 퍼서비어런스에 장착해 보냈다.

트루디 코티스 NASA 우주기술부의 기술 시연 책임자는 "이 기술을 실제 환경에서 증명함으로써 우리는 우주비행사들이 붉은 행성에서 자급자족하며 살아가는 미래에 한 걸음 더 다가갔다"고 의미를 부여했다.