[생활속으로] 화성이 SF영화에 자주 등장하는 이유

중앙일보

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SF영화를 보면 인간이 우주에 새로운 식민지를 화성에 건설하는 경우를 많이 볼 수 있습니다. 왜 인간은 화성을 탐사하려고 하고, 화성에 식민지를 건설하려고 할까요?

그것은 화성이 인류가 생존하기에 다른 어느 별보다 적합한 환경을 가지고 있기 때문입니다.화성 표면에는 지구의 1/10 정도의 대기 밀도가 있고, 드라이아이스 비슷한 극광이 깔려 있다는 것입니다. 최근에는 물이 흘러나온 흔적 사진이 많이 발견돼서 노력만 한다면 인류가 살 수 있는 환경으로 만들 수 있지 않을까 하는 기대감이 있기 때문입니다. 다시 말하면 지구의 포화상태를 해결하기 위해 화성을 탐사하는 것입니다.

화성의 유래

망원경으로 보면 붉게 보이는 화성은 태양계의 행성 중, 인간의 관심을 가장 끌었던 행성으로 고대 중국에서는 '불의 행성'으로 알려졌고, 바빌로니아에서는 '죽음과 질병'의 상징으로, 그리고 그리스와 로마인들에게는 '전쟁의 신'으로 숭앙 되었습니다.

화성의 이름인 Mars는 전쟁의 신(Maris, Greek : Ares)애서 유래되었습니다. 화성은 태양으로부터 평균 1.52 AU(지구에서 태양까지의 거리 1AU)떨어져 있어서 금성 다음으로 지구와 가까운 행성입니다.

화성과 관련된 지표

ㆍ궤도

227,940,000 km (1.52 AU) from Sun

ㆍ지 름

6,794 km (지구의 0.532배)

ㆍ질량

6.4219e23 kg (지구의 0.107배)

ㆍ공전 주기

686.98일 (=1.88년)

ㆍ자전 주기

24시간 37분 23초

ㆍ평균 밀도

3.94 g/cm3

ㆍ표면 중력

지구의 0.380배

ㆍ탈출 속도

5.0 km/sec

ㆍ표면 온도

최고 293 K (20도C) 최저 133 K (-140도C)

화성의 지름은 지구 지름의 0.35배이고 수성보다는 약 40%가 더 큽니다. 그러나 질량은 지구의 0.11배에 지나지 않고, 밀도는 달의 밀도보다는 조금 크고 지구의 밀도(5.5)보다는 훨씬 작습니다. 따라서 화성의 구조도 지구와는 달리 핵이 작고 지구 핵 물질보다 가벼운 철과 황화철의 혼합물인 것으로 추측되고 있습니다.

화성의 대기

화성의 대기는 이산화탄소를 주성분으로 하고 다른 소량의 기체들을 포함하고 있습니다.

대기의 가장 일반적인 구성 물질 6가지로는 이산화탄소(CO2) 95.32%, 질소 (N2): 2.7%, 아르곤 (Ar): 1.6%, 산소 (O2): 0.13%, 물 (H2O): 0.03%, 네온 (Ne): 0.00025% 입니다.

화성의 공기는 지구 대기의 1/1,000 에 상당하는 수분을 포함하고 있으나, 이런 작은 양에도 응축하여 구름을 만들고, 대기의 상층부를 떠다니거나 높은 화산의 경사면 언저리를 소용돌이 치고 있어. 이른 아침 계곡에는 국지적으로 안개 조각이 형성되기도 합니다. 화성은 지구에 비해 매우 적은 대기를 가지고 있으며 구름은 매우 보기 힘들며, 때때로 먼지 폭풍이 표면을 완전히 덮어 버리기도 합니다.

화성의 극관

화성의 평균 온도는 최고 섭씨 -63도, 최저 섭씨 -140도로 기록되고 있고. 각 착륙지점에서의 기압은 6개월 마다 변합니다. 대기의 주성분인 이산화탄소가 얼어서 거대한 극관(ploar cap)을 형성하는 과정이 양극에서 교대로 일어나. 이산화탄소는 거대한 눈의 충을 형성하였다가 봄이 되면 증발합니다.

화성의 남극·북극에서 보이는 희고 빛나는 부분이 바로 화성의 극관입니다. 1719년 프랑스의 J.P. 마랄디에 의해 발견되었으며. 극관은 계절에 따라 모양이 달라지는데 화성에서 이른 봄에는 극을 중심으로 하여 큰 극관이 위도 50° 근방까지 퍼져서 빛납니다.

봄에서 여름 사이에는 급속히 작아져서 구름이 많이 생기다가 늦여름이 되면 완전히 사라지고. 겨울이 되면 극지(極地)의 한쪽이 안개에 덮이는데, 그 밑에서 새로운 극관이 형성되어 봄이 되면 다시 그 모습을 드러냅니다. 계절의 변화에 따라 극관이 증감하는 속도로 미루어 보면 극관을 만드는 설원(雪原)의 부피는 평균 2㎝ 정도로 매우 얇습니다

인간의 화성탐사

인간의 화성 탐사는 1956년 마리너 4호로 시작되어 1975년 바이킹 1,2호가 화성 표면에 착륙 하였습니다. 바이킹 착륙선이 보내 온 사진에는 온통 붉게 물든 하늘과 운석 크레이터, 그리고 큰 협곡 등이 있었지요. 또한 극관은 얼음으로 덮여 겨울에는 커지고 여름에는 줄어들었습니다.

이러한 물의 존재는 생명체의 가능성을 시사하였으나, 생명체의 발견에는 실패하였습니다. 1992년에 미 항공 우주국은 마스옵저버라는 화성탐사선을 다시 발사함으로써 생명체의 존재 여부와 장래 인류의 우주 기지로서의 가능성을 탐색하기 위한 화성 탐사를 시작하였습니다. 그러나 1994년 12월 화성 도착 불과 몇 일를 앞두고 옵저버호가 실종됨으로써 17년 만에 재개된 화성 탐사에 많은 기대를 걸었던 과학자들을 실망시켰습니다.

그러나 1997년 7월 5일 화성 탐사선 패스파인더호가 무사히 화성에 착륙하고, 탐사로봇 소저너가 화성에 관한 많은 사진과 자료들을 보냄으로써 화성탐사는 새로운 전기를 마련했습니다

화성의 위성

화성에는 2개의 위성이 있는데. 이 위성들은 미국의 에이사프홀에 의하여 처음 발견(1877년)되었으며, 전쟁의 신 마르스(Mars)의 아들들의 이름을 따서, 포보스(Phobos), 데이모스(Deimos)라고 이름이 붙여졌습니다.

안쪽에 있는 포보스는 크기가 27x21x19 km로, 바깥쪽에 있는 데이모스(15x12x11 km)보다 약간 더 크고. 그 크기를 3개의 지름으로 나타낸 것은 이들이 길쭉하고 울퉁불퉁한 럭비공과 감자처럼 생겼기 때문이랍니다.

포보스는 화성에서 약 6000 km 떨어진 궤도에서 7시간 39분만에 화성 주위를 한 바퀴 돌며, 데이모스는 약 20,000 km 떨어진 지점에서 화성의 주위를 30시간 20분만에 한 바퀴 를 돕니다.

포보스의 공전 주기가 화성의 자전 주기보다 더 빠르기 때문에 화성에서 보면 서쪽에서 떠서 동쪽으로 지게 되며, 데이모스의 공전 주기는 화성의 자전 주기보다 느리기 때문에 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지게 되며, 이들 화성의 위성들은 크기나 모양으로 보아서 위성이기보다 소행성을 닮아 태양계 생성 무렵에 소행성이 화성의 궤도에 붙잡힌 것이 아닌가 생각되어지고 있답니다.