목차
● 태양계의 4번째 행성
● 화성 탐사
태양계의 4번째 행성
화성은 태양계의 4번째 행성이며, 4개의 지구형 행성 중 하나입니다. 철의 산화로 표면이 붉은색을 띠기 때문에 동양권에서는 불을 뜻하는 화(火)를 써서 화성 또는 형혹성이라고 부르고 있으며, 서양권에서는 로마의 신화 중 전쟁의 신 마르스의 이름을 따서 Mars라고 부릅니다. 오늘날 영어로 3월을 뜻하는 March도 여기서 유래되었습니다. 지구와의 평균 거리는 7,800만 Km입니다. 화성의 지름은 지구의 절반정도입니다. 자전 주기는 24시간 37분 22초로 지구보다 조금 더 깁니다.
매리너 4호가 1965년에 처음으로 근접비행을 하기 전까지 과학계 안팎의 사람들은 화성에 대하여 대량의 물이 존재할 것이라고 기대하였습니다. 이런 기대의 근거는 화성의 극지방에서 밝고 어두운 무늬가 주기적으로 변화한다는 사실이었습니다. 1960년대 중반 이전까지 사람들은 농업을 위한 관개수로가 화성에 있을 거라 기대까지 했습니다. 이는 사실 20세기 초, 중반의 공상과학 작가들의 상상력에 영향을 받은 것으로, 1950년대 이후의 탐사선에 의한 관측으로 화성의 운하는 존재하지 않았음이 밝혀졌습니다.
물과 생명체의 발견에 대한 기대로 많은 탐사선들에 미생물을 찾기 위한 센서들이 탑재되어 화성에 보내졌습니다. 화성에는 다량의 얼음이 발견되었으며, 생명체가 존재할 가능성이 기대되고 있습니다. 하지만 화성 표면에서의 액체상태의 물은 낮은 대기압으로 인하여 존재할 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 한편 화성의 극관은 물로 구성되어 있어서 이 극관에 존재하는 물은 화성의 표면을 11m의 깊이로 뒤덮기에 충분히 많은 양이 존재합니다. 2016년 나사는 화성 표면 안에 얼음이 존재할 것이라고 새로운 발표를 하였습니다.
화성의 자전 주기와 계절의 변화 주기는 지구와 비슷합니다. 화성에는 태양계에서 가장 높은 산인 올림푸스 화산이 있고, 태양계에서 가장 큰 계곡인 매리너스 협곡과 극관을 가지고 있습니다.
화성은 밤하늘에서 붉은빛을 띠며 맨눈으로도 쉽게 관측이 가능합니다. 겉보기 등급은 1.6~3.0등급이며 태양, 달, 금성, 목성 다음으로 하늘에서 가장 밝은 태양계의 천체입니다.
화성 탐사
지금까지 인류는 다수의 로봇 탐사선을 화성으로 보냈고, 그중에 몇몇은 아주 대단한 성과를 거두었지만, 탐사의 실패율은 매우 높았습니다. 실패 사례 중 몇은 명백한 기술적 결함에 의한 것이었지만, 많은 경우에서 연구자들은 확실한 실패 이유를 찾을 수 없었습니다. 그래서 이러한 사례는 지구-화성 "버뮤다 삼각지대" 또는 화성 탐사선을 먹고사는 은하귀신(Ghoul)이라는 농담이 생겼습니다. 화성 로봇 탐사의 역사를 이해하기 위하여 발사 시간 대가 약 2년 남짓(화성의 공전 주기)의 기간을 주기로 발생한다는 사실을 염두에 두어야 합니다.
1960년 소련은 두 개의 탐사선을 화성궤도를 지나쳐 돌아오는 계획으로 발사했으나, 지구 궤도에 도달하는데 실패했습니다. 1962년 소련은 세 번을 더 시도했지만 그 역시 실패했습니다. 두 개의 탐서선은 지구 궤도에 머물렀으며, 나머지 한 개의 탐서선은 화성을 돌아오는 동안 지구와의 교신이 끊어졌습니다. 1964년에 또 한 번의 시도가 있었지만 이때에도 역시 실패했습니다.
1962년에서 1973년 사이에, NASA의 제트 추진 연구소는 내 태양계를 탐험할 10개의 매리너 우주선을 설계, 제작하였습니다. 이 우주선은 금성, 화성, 수성을 최초로 탐사하기 위해 만들어졌습니다. 매리너 우주선은 비교적 작은 로봇 탐사선으로 아틀라스 로켓에 실려 발사되었습니다. 각 우주선의 무게는 500kg를 넘지 않았습니다.
매리너 3호와 4호는 동일한 기체로, 최초로 화성을 지나치며 관찰하도록 설계되었습니다. 매리너 3호는 1964년 11월 5일 발사되었으나 우주선의 윗부분을 덮은 뚜껑이 적당히 열리지 않았으며, 화성에 도달하지 못하였습니다. 3주 후 1964년 11월 28일에 매리너 4호는 성공적으로 발사되어 8개월의 항해를 시작했습니다.
매리너 4호는 1965년 6월 14일 화성을 지나면서, 다른 행성의 근접 사진을 최초로 찍어냈습니다. 오랜 기간 동안 작은 테이프 레코더에 기록된 그 사진들은 달 모양의 분화구들을 보여주었습니다. 그 분화구들 중 몇 개는 서리가 덮여 화성의 추운 밤을 보여주었습니다.
NASA는 계속해서 매리너 계획을 수행했습니다. 그들은 다음 발사 시간대에 근접 비행 시험을 또다시 시작하였습니다. 이 비행선들은 1969년에 화성에 도달하였습니다. 다음 발사 때 매리너 계획은 두대의 비행선 중 한대를 잃는 사고를 겪었습니다. 매리너 9호는 성공적으로 화성 궤도에 진입하였습니다. 매리너 9호가 화성에 도달했을 때 그것과 두 대의 소련 인공위성은 행성의 전 영역에 걸쳐 먼지 폭풍이 일어나고 있는 것을 발견하였습니다. 그 폭풍이 가라앉는 것을 기다리는 동안에 화성의 표면 사진을 찍는 것은 불가능하여, 매리너 9호는 포보스의 사진을 찍었습니다. 폭풍이 화성의 표면 사진을 찍을 수 있을 만큼 가라앉았을 때 전송된 사진은 이전 임무의 결과로 나온 사진들보다 더 높은 품질을 가지고 있었습니다. 이 사진들이 화성에 한때는 액체 형태의 물이 있었을지도 모른다는 것을 증명하는 첫 번째 사진이었습니다.
1976년 두 대의 바이킹 호가 화성 궤도에 들어가 각각 화성 표면에 내려앉았습니다. 이 임무를 통하여 인류는 화성의 첫 번째 컬러 사진과 더욱 확장된 과학적 정보들을 얻을 수 있었습니다.
소비에트 연방의 화성 탐사 계획에서 발사한 우주선들은 바이킹보다 몇 년 일찍 수많은 화성 착륙을 시도하였습니다. 그러나 매리너 계획이 수행했던 것보다 성공적인 결과를 얻지는 못하였습니다.
마스 패스파인더는 1997년 7월 4일에 화성에 착륙해 소저너라는 매우 작은 원격 조정체를 움직여 착륙 지점 주위의 몇 미터를 여행하고, 화성의 환경 조건을 탐색하고 표면의 돌들을 수집해 왔습니다.
다음 탐사는 마스 글로벌 서베이어호에 의하여 이루어졌습니다. 이 임무는 20여 년간의 화성 탐사의 역사에서 첫 번째로 성공적인 것이었습니다. 1996년 11월 7일에 발사되어 1997년 9월 12일에 화성 궤도에 도달하였습니다. 1년 반 정도가 지난 후 회전 궤도가 타원형에서 원형으로 자리를 잡았고, 우주선은 1999년 3월부터 기초적인 탐사 임무에 들어갔습니다. 우주선은 화성을 화성력으로 1년, 지구력으로는 거의 2년간 저고도에서 관찰했습니다. 마스 글로벌 서베이어호는 2001년 1월 31일 그 기초적인 임무를 완료하고 현재는 2단계 임무를 수행하고 있습니다.
이 탐사는 화성의 표면, 대기권, 그리고 화성 내부에 대한 전체적인 연구를 수행하고 있으며, 지난 탐사 계획에서 거둬들인 모든 결과물보다 더욱 많은 데이터를 가져왔습니다.
2008년 7월 31일 미국 국립항공우주국은 화성탐사선 피닉스가 화성에 물이 존재한다는 것을 확인했다고 발표했습니다. 피닉스는 2008년 11월 10일 임무가 종료되었습니다.
2021년 2월 퍼서비어런스 화성 탐사차가 화성 착륙에 성공하였습니다. 퍼서비어런스는 화성 탐사차로 2020년 7월 30일 지구를 떠나서 2021년 2월 18일에 화성에 착륙하였습니다. 이로써 인간이 어떠한 조건으로 착륙해야 하는지 등을 탐색하는 등 유인 탐사선 계획 등에 중요한 정보를 제공하였습니다.