메이븐 발사...화성 기후 변화 비밀은?

화성의 대기의 급격한 진화과정을 탐사해 알려줄 미국의 화성탐사선 메이븐(MAVEN)이 18일 오후 1시 18분(미 동부표준시· 한국시간 19일 새벽 3시18분) 미 플로리다 케이프커내버럴기지에서 발사에 성공했다.

2.5톤짜리 메이븐(MAVEN Mars Atmosphere and Volatile Evolution)탐사선은 화성을 향해 10개월의 여정을 시작했으며, 내년 9월 22일 화성궤도에 도착한다. 화성궤도에 도달해 연료를 소진하면 717킬로그램이 될 메이븐탐사선은 화성의 대기변화와 급격한 과거 기후변화의 원인을 알아내게 된다.

메이븐은 화성 상공 149km에서 6천212km에 이르는 화성의 상공을 날면서 화성의 대기변화를 탐측하게 된다. 이를 통해 화성대기 성분과 화성의 구조도 알아내게 된다. 아틀라스5 로켓에 실려 발사된 메이븐은 화성의 희박한 대기를 연구하는 6억7천100만달러(7천83억원)짜리 탐사선이다.

■메이븐 화성기후의 변화 원인을 캐낸다

메이븐은 화성 궤도를 돌면서 한 때 사람이 살 만한 환경이었던 화성이 어떻게 해서 차가운 환경과 황량한 사막 환경으로 변했는지를 알아내게 된다.

브루스 자코스키 콜로라도대기우주물리학연구소 탐사책임자는 “한 때 생명체를 지원할 물이 있었다가 차갑고 건조한 행성으로 변한 데는 분명 뭔가가 있었다”면서 “우리는 이런 화성의 기후변화의 원인을 이해하고자 한다”고 말했다.메이븐 탐사선을 실은 아틀라스5 로켓의 1단부는 390톤의 이륙추진력으로 하늘을 향해 박차고 올라갔다. 4분후 고체연료로켓이 점화됐고 9분30초만에 초기 상승단계를 성공리에 마쳤다.

로켓은 시속 4만3천452km로 화성을 향해 10개월간 날아가게 된다. 비행관제센터는 향후 수 주일 동안 메이븐의 기기의 작동을 체크하게 된다.

그동안 화성탐사선이 통산 확보한 샘플보다 30배나 희박한 대기상태를 보이는 지역의 공기에 대한 연구작업도 수행하게 된다.

미션은 1년 내내 이뤄질 예정이며 탐사선에 이상이 없다면 10년간 탐사활동을 벌이게 된다. 또 큐리오시티와의 통신을 담당하는 통신위성의 백업 중계위성으로서의 임무도 맡게 된다.

메이븐탐사선에 실린 기기들은 화성대기의 성분샘플을 채취하고 구조를 조사하고, 태양광 방사선의 영향과 태양에 의해 날아간 전기충전입자의 영향에 대해 연구한다.

기존 화성궤도 탐사선(MRO)과 착륙선은 화성 지표면의 과거와 현재를 알아 생명체 거주 가능성을 알아내는데 주안점을 두었다.

나사는 메이븐 탐사선 데이터 수집과 분석을 통해 오늘날의 화성 대기의 상황과 여기에 이르기까지의 상황을 정확하게 알아낼 계획이다.

과학자들은 화성이 한 때 따대뜻하고 현재보다도 두꺼운 대기층을 가지면서 화성 표면에는 물이 흘러넘쳐 생명체가 살 만한 곳이었다고 믿고 있다. 자코스키박사는 “우리는 화성형성 초기에 대기 중에 형성됐던 온실효과를 만들어 냈을 두꺼운 이산화탄소가 어디로 사라졌는지에 대해 생각하고 있다”고 말했다. 그는 “뭔가가 일어났다. 우리가 알고 싶은 것은 물이 어디갔는지, 초기에 화성 대기에 두껍게 형성됐던 이산화탄소가 어디로 갔는지를 알고자한다”고 덧붙였다.

■화성 대기의 두꺼웠던 이산화탄소층 증발의 비밀은?

과학자들은 화성의 자기장과 기존 이산화탄소의 소멸간의 인과관계에 대해 연구하고 있다.

이들은 약 30억년전 화성에서 자기장이 몽땅 사라졌고 태양풍과 고에너지 방사선을 막아줄 효율적인 방어막이 사라졌다고 믿고 있다.

여기서 발생하는 가장 중요한 의문점은 활성 자기장의 소멸에 따라 태양 영향력이 엄청난 영향을 미쳤느냐 하는 점이다. 그 결과 태양은 화성의 대기를 느리지만 확실하게 사라지게 했고 이것이 화성의 온도를 낮추고 화성표면의 물이 더 이상 존재하지 않을 정도의 낮은 압력을 가져온 것으로 추정되고 있다. 또다른 커다란 가능성으로는 엄청난 양의 이상화탄소와 물이 화성 지각에 갇혀 있을 수 있다는 점이 꼽히고 있다.

하지만 자코스키는 “우리는 탄소를 함유한 광성이 화성 형성 초기의 두꺼운 이산화탄소를 가둬둘만큼 이산화탄소를 풍부하게 함유한 광물이 많다는 증거를 찾지 못했다”고 말했다.

과학자들은 화성 대기의 이산화탄소를 없앤 요인으로 태양풍,태양의 극자외선 광자 등을 꼽고 있다.