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687 DAYS 화성 현장 실험

THE MARS EXPERIMENT

큐리오시티는 생명체의 흔적을 찾는 과정에서 화성의 기후 패턴을 기록하고 대기성분을 분석한다. 또 암석 속에서 아미노산, 메탄 등 유기화합물의 존재 여부도 확인한다. 유기화합물은 현재 또는 과거에 생명체의 존재 가능성을 알려주는 지표다. 원활한 임무를 수행에는 화성의 극한 온도, 거센 바람, 모래구덩이와 낭떠러지 같은 자연장애물 극복도 필수다.

동력원
NASA는 역대 가장 덩치 크고, 에너지 소모량이 많은 큐리오시티의 동력원으로 핵 발전기를 택했다. 중량 45㎏의 이 발전기는 총 4.8㎏의 플루토늄 238을 원료로 하루 2,700와트시(Wh)의 전력을 생산한다. 이는 스피릿과 오퍼튜니티에 쓰였던 태양전지의 3배나 되는 발전량이다. 별도의 라디에이터가 발전기 폐열을 내장 중앙컴퓨터 2기에 공급, 영하 90℃에 이르는 야간의 한기를 막아준다.



자율성
큐리오시티의 이동경로와 실험 임무는 지구에 있는 NASA 과학자들이 결정해 지시한다. 하지만 로버는 많은 부분을 자율적으로 판단해 수행한다. 일례로 위험지대 판단을 위해 머리 부분에 장착된 스테레오 항법카메라 2대와 몸체에 설치된 스테레오 어안형 위험탐지 카메라 4대를 활용, 3D 이미지를 생성한다.

이를 사진인식 소프트웨어로 분석, 장애물이 확인되면 스스로 안전한 루트를 설정해 돌아간다.

실험대상 수색
'켐캠(ChemCam)'이라는 화학카메라를 이용해 드릴링이 필요한 암석을 선별한다. 레이저, 망원경, 카메라, 분광 사진기로 구성된 켐캠은 암석에 100만 와트(W)의 적외선 레이저를 연속 발사해 최대 7m 밖의 암석 성분을 분석할 수 있다. 레이저에 의해 바위가 기화돼 불꽃이 발생하면 망원경이 그 불꽃을 확인, 카메라로 촬영한 뒤 분광사진기가 빛의 파장을 분석해 암석의 종류를 파악하는 방식이다.



통신
큐리오시티는 극초단파(UHF) 송신기로 이틀에 한 번씩 임무 수행 결과 데이터를 화성정찰궤도선(MRO)에 보낸다. 2006년부터 화성궤도를 공전하고 있는 MRO는 이를 수신한 뒤 데이터 전송속도가 더 빠른 X밴드 송신기로 지구에 전달한다. 데이터 도착에는 8~22분이 소요된다. NASA 과학자들은 이 데이터를 바탕으로 큐리오시티의 하루 스케줄을 결정, 화성 시간으로 오전 9시 30분경에 X밴드 송신기로 큐리오시티에 직접 지시를 하달한다.

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드릴
기존의 로버들은 행성 표면에서만 토양 표본을 채취했다. 하지만 지표면은 태양 방사능에 의해 유기화합물이 분해돼 사라지기 쉽다.

때문에 NASA 엔지니어들은 큐리오시티의 2.2m 로봇팔 끝에 암석을 5㎝ 가량 뚫을 수 있는 회전식 충격 드릴을 달았다.

드릴링 과정에서 발생한 암석 가루를 모아 150㎛(1㎛ = 0.001㎜) 크기로 곱게 분쇄한 뒤 여러 분석장비로 보내 유기화합물을 찾게 된다.

분석
화성이 과거에라도 생명체 거주에 적합했는지를 알기 위해 큐리오시티의 몸체에는 2개의 특별한 도구가 달려 있다. 화학·광물학(CheMin) 시스템과 화성 표본 분석(SAM) 장비가 그것이다. CheMin 시스템은 X선 회절과 형광 현상에 기반하여 생물거주가 가능한 조건에서만 발견되는 광물이 있는지를 살피고, SAM은 질량·레이저 분광기와 기체크로마토그래피 분석기로 생명 탄생의 필수물질인 유기화합물을 찾는다.

선상지 (alluvial fan, 扇狀地) - 산악지형을 흐르는 하천이 갑자기 완만한 평지를 만날 때 유속이 급격히 느려지면서 물속의 쇄설물들이 주변에 퇴적되며 생긴 부채꼴 모양의 지형.

파퓰러사이언스
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