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NASA, 화성 대기에서 산소 추출 성공

화성 유인 탐사 시대를 이끌어 갈 중요한 첫 단계

등록일 2021년04월28일 17시20분 URL복사 기사스크랩 프린트하기 이메일문의 쪽지신고하기
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(사진=더블유타임즈, 제공=NASA)
 

미국항공우주국(NASA)은 인저뉴어티가 화성에서 동력 비행에 성공한 데 이어 화성 대기의 대부분을 차지하는 이산화탄소에서 산소를 추출하는데 성공했다.

 

NASA는 21일(현지시간) 탐사 로버 ‘퍼서비어런스(Perseverance)’에 장착된 실험장비 목시(MOXIE)를 이용해 화성의 이산화탄소를 산소로 전환하는 테스트에 성공했다고 밝혔다.

 

화성의 대기는 이산화탄소가 96%를 차지하고 있으며 산소는 턱없이 부족하다. 이러한 환경에서 우주인 4명이 1년간 살기 위해선 1톤의 산소가 필요한데, 이 점에서 목시는 이산화탄소에서 산소를 떼어내는 역할을 한다. 목시는 화성의 대기를 흡입해 섭씨 800도의 온도에서 이산화탄소를 분리한다. 탄소 원자 한 개와 산소 원자 두 개로 이루어진 이산화탄소는 산소 원자 한 개와 일산화탄소(CO)로 쪼개진다. 이후 일산화탄소만 화성 대기로 배출되고 산소만 남겨진다. 그 결과, 4월 20일에 진행한 첫 실험에서 목시는 1시간 동안 5.4g의 산소를 생산했다. 이는 우주 비행사가 약 10분 동안 호흡할 수 있는 정도다.

 

(사진=더블유타임즈, 제공=NASA)

 

‘화성 산소 현장 자원 활용 실험(MOXIE)’은 화성에서 산소를 만들어낼 수 있을지 확인해 줄 일종의 테스트 모델이다. 무게 17kg에 크기는 자동차 배터리 정도로, 시간당 최대 10g의 산소를 생성하도록 설계됐다. 고온으로 이산화탄소를 분리하는 데 이를 견디기 위해 3차원(3D) 프린팅된 니켈 합금으로 만들어졌다. 목시 표면의 얇은 금 코팅은 산소 생성 과정에서 나오는 고열을 적외선으로 방출해 퍼서비어런스의 내부 손상을 막는다. 목시는 앞으로 2년(화성일 기준 1년) 동안 적어도 9번 이상 산소를 추출할 것으로 예상된다.

 

화성 이산화탄소에서 추출한 산소는 단지 우주 비행사의 호흡용에 그치지 않는다. 우주인들이 지구로 돌아오기 위한 로켓 추진제로도 활용할 수 있다. 화성에 4명의 우주인을 보내려면 약 7t의 연료와 25t의 산소가 필요하다. 우주인들이 돌아오는 데 필요한 25t의 산소를 따로 운송하는 것은 비효율적이다. 하지만 25t의 산소를 화성에서 직접 만들어 낸다면 훨씬 경제적이다.

 

NASA는 2033년 화성 유인 탐사를 계획하고 있다. NASA는 “화성 유인 탐사 시대를 이끌 중요한 첫 단계”라고 평가하며 “미래 탐험가들은 화성에서 직접 산소를 생산해 집으로 돌아갈 것”이라고 전했다.

 

임서영 기자
desk@wtimes.kr


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