화성 유인기지 첫걸음…이산화탄소로 산소로 생성

[이데일리 이현정 인턴기자] 미항공우주국(NASA)이 화성탐사 로봇 ‘퍼서비어런스’(Perseverance)를 이용해 화성에서 산소를 생성하는 데 성공했다. 화성 유인 기지를 향한 중요한 한 걸음을 내디뎠다는 평가가 나온다.

화성을 탐사 중인 NASA의 ‘피서비어런스’ 로봇. (사진=NASA 홈페이지)

1일(현지시간) 워싱턴포스트(WP) 등에 따르면 매사추세츠공과대(MIT) 헤이스텍 관측소 연구진은 이날 퍼서비어런스에 탑재한 ‘화성 현지자원 활용 산소실험’(MOXIE) 장치를 통해 화성 대기에서 산소를 생성하는 데 성공했다고 발표했다.

MOXIE는 2020년 7월 NASA의 퍼서비어런스에 실려 화성으로 발사됐다. 이후 연구진은 지난해 4월 MOXIE 작동을 시작해 다양한 환경 조건에서 총 7차례의 실험을 진행했다. 그 결과 이 장치는 각 실험에서 시간당 약 6~10g의 이산화탄소를 산소로 전환하는 목표를 달성했다. 이는 나무 한 그루가 광합성을 통해 내뿜는 산소와 유사한 양이다.

MOXIE는 한 변의 길이가 약 20㎝인 사각형 형태로 작은 크기이지만, 산소를 생성하는 데는 안정적이고 효율적인 성능을 보였다. MOXIE는 먼저 오염물질을 걸러내는 필터를 통해 화성의 공기를 흡입하고, 이를 압축해 ‘고체산화물 전기분해장치’(SOXE)로 보낸다. 여기에서 공기는 전기화학적인 방식으로 산소 이온과 일산화탄소로 분리되며, 산소 이온들끼리 재결합돼 인간이 호흡할 수 있는 산소가 생성된다.

화성은 계절에 따라 기온이 100℃ 가까이 오르내리는 등 극단적인 기후를 가졌으나, 이는 MOXIE의 성능에는 영향이 없는 것으로 확인됐다. 다만, 하루 중 기온이 가장 급격히 변하는 새벽과 황혼에는 아직 실험을 진행하지 못한 것으로 전해졌다.

MOXIE 프로젝트의 부수석 연구원인 제프리 호프만 MIT 교수는 “이는 외계 행성의 자원을 이용해 산소를 생성한 첫 번째 사례”라며 “외계 행성을 탐사할 때 원활한 산소 공급은 가장 중요한 조건이다. 이번 성공은 역사적인 일”이라고 평가했다.

NASA는 현재 MOXIE보다 큰 장치를 개발해 산소 생성량을 늘리는 방안을 검토 중이다. 연구진은 “MOXIE보다 큰 장치를 먼저 착륙시켜 산소를 생성해 놓으면, 유인탐사선이 도착했을 때 우주비행사가 호흡할 수 있는 산소는 물론 탐사선 연료에 필요한 산소도 확보할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

피서비어런스에 실린 ‘화성 현지자원 활용 산소실험’(MOXIE) 장치. (사진=NASA 홈페이지)