[와우! 과학] 달 남극 크레이터에 숨어있는 이산화탄소…인류의 미래 자원될까?

미 항공우주국(NASA)이 이끄는 다국적 파트너들이 힘을 모아 인류를 다시 달에 보내는 아르테미스 임무를 추진하고 있다. 아르테미스 임무가 과거 아폴로 프로그램과 가장 다른 점은 한 번 갔다 오는 것이 아니라 영구적인 달 기지 건설 및 화성 진출을 위한 준비 작업이라는 점이다.

따라서 첫 유인 달 탐사 임무인 아르테미스3의 목표도 아폴로 시절에는 한 번도 방문한 적이 없는 달의 남극이다. 이곳에 물의 얼음이 존재하기 때문이다. 물은 그 자체로도 매우 귀중한 자원이지만, 수소와 산소로 분해하면 로켓 연료로 사용할 수 있어 앞으로 인류의 우주 진출을 위해 반드시 확보해야 하는 자원으로 여겨진다.

그런데 달의 남극에 잠자고 있는 귀중한 자원은 물의 얼음이 전부가 아닐 수 있다. 행성과학연구소(Planetary Science Institute)의 노르베르트 쇠고퍼가 이끄는 연구팀은 달 남극의 영구 음영 지대에 상당한 양의 이산화탄소가 고체 형태로 매장되어 있을지 모른다는 연구결과를 지구물리학 연구회보(Geophysical Research Letters)에 발표했다.

이산화탄소는 우주에 흔한 분자로 혜성에도 풍부하기 때문에 달에 충돌했을 때 물의 얼음과 함께 크레이터 내부에 매장될 수 있다. 이산화탄소의 얼음인 드라이아이스는 매우 낮은 온도에서도 기체 상태로 승화되지만, 남극 크레이터 내부의 콜드 트랩(cold trap)은 영하 213도로 드라이아이스도 빠져나오지 못하는 극저온 환경이다. 따라서 수십 억 년 전 갇힌 이산화탄소가 지금도 존재할 수 있다. 연구팀은 달 남극에 204㎢ 면적의 콜드 트랩이 존재한다고 추정했다. 따라서 물의 얼음은 물론 드라이아이스도 상당량 매장되어 있을 가능성이 충분하다. 다만 정확한 매장량과 분포를 알기 위해서는 이론적인 추정으로는 부족하며 실제 탐사선과 우주 비행사를 보내 이 지역을 탐사해야 한다. 현재 NASA는 우주 비행사를 보내기에 앞서 이 지역에 로버를 보내 탐사할 계획이기 때문에 조만간 답을 얻을 수 있을 것으로 보인다.

지구에서는 지구 온난화의 원인으로 지목되면서 수단 방법을 가리지 않고 줄이려고 노력하는 이산화탄소도 달에서는 귀중한 자원이다. 지구와 달리 달에서는 탄소를 구하기 힘들기 때문이다. 이산화탄소에서 추출한 산소와 탄소는 다른 복잡한 유기 화합물의 원료가 될 수 있으며 수소와 반응시키면 메탄이나 다른 로켓 연료로 활용할 수 있다. 따라서 실제로 상당량의 이산화탄소를 달 현지에서 조달할 수 있다면 인류의 우주 개척 역시 한결 수월해질 것으로 기대된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com