한국항공우주연구원

  지난해 12월 美NASA는 2016년 화성의 지질을 탐사할 착륙선 “Insight” 발사를 연기하였다. 이번 계획은 1975년 발사된 바이이킹호 이후 과학자들에게 화성연구에 대한 궁금증을 다소 해소할 수 있는 임무로 받아들여져 와 아쉬움을 더하고 있다. 인사이트호는 지진 및 지질센서를 탑재하여 화성내부의 구조를 탐사하는 착륙선으로 주요탑재체인 지질센터부분의 문제로 인해 당초 계획한 올해에 발사를 하지 못하고 수리 후 다시 발사일정을 잡게 될 예정이다. 

  이와 더불어 NASA는 유럽이 주도하고 있는 ExoMars 계획에 참여하는 대신 2020년 새 화성탐사 로봇을 발사, 표본을 채취해 지구로 가져온다는 탐사로봇 계획을 추진중에 있는데 지난 큐리오시티의 기본설계를 바탕으로 15억 달러를 투입하여 성능이 뛰어난 탐사로버를 개발 할 계획이다.
  로봇은 인간이 접근하기 힘든 곳이나 위험한 지역에 대한 조사 목적으로 많이 활용되어져 왔다. 우주개발에서도 예외가 아니어서 행성·소행성 탐사와 같은 우주탐사나 국제우주정거장에서도 로봇은 탐사 및 연구 활동에 많은 도움을 주고 있다.
  행성탐사의 경우 인간을 대신해 탐사로버들이 조사임무를 수행해 오고 있는데 화성의 경우 탐사로버를 활용하여 향후 인류의 화성거주를 위한 사전조사 활동을 비롯한 과학연구를 활발히 수행하고 있다. 본 考에서는 미국과 유럽의 화성우주탐사 임무를 수행하였거나 현재 수행하고 있거나 향후 계획된 임무로봇에 대해 살펴보고자 한다.

■ 유럽- ExoMars Rover
  ExoMars는 화성의 생명체 증거를 찾는 유럽우주청(ESA)의 화성탐사 프로그램으로 러시아연방우주청과 함께 협력으로 추진해 가고 있다. 계획에 따르면 올해 2016년에 화성주위를 돌며 메탄가스지역 지도를 만들게 될 궤도선 TGO(Trace Gas Orbiter)와 착륙선(Schiaparelli)을 발사할 예정이었으며, 이후 화성 탐사로버를 보낼 착륙지점을 탐사하여 2020년 러시아의 Proton 발사체를 이용해 로버를 화성표면에 보낼 계획이었다. 이 화성탐사에 사용될 로버는 화성표면을 이동하며 드릴을 통해 최대 2m를 굴착하여 샘플을 채취하며, 또한 영상을 지구로 전송하는 등의 임무를 띠고 있다. ExoMars Rover는 Airbus defence가 주계약 업체로 참여하고 있다. 

■ 미국- Spirit/Opportunity, Mars 2020 Rover

  미국의 대표 화성탐사 로봇으로는 우리가 잘 알고 있는 쌍둥이 탐사로버 스피릿(Spirit)호와 오퍼튜니티(Opportunity)호가 있다. 이 쌍둥이 탐사로버들은 2003년 발사하여 2004년 1월에 화성에 착륙하여 물과 생명체의 흔적을 찾는 탐사활동을 수행하였다. 이 탐사로봇은 8억 2천만 달러를 투입하여 카메라와 현미경, 적외선 분석장비 등을 갖추고 있으며 길이 2.7m, 무게 899kg으로 스피릿은 ‘구세브 분화구’에, 오퍼튜니티는 그 반대편인 ‘메리니아니’ 평원에 착륙하여 탐사활동을 수행, 스피릿은 6년간 오퍼튜니티는 10년간 임무를 수행하였다.      
  그 후속으로 2011년 11월 큐리오시티(Curiosity)를 발사하여 2012년 8월에 화성에 착륙하여 탐사를 하고 있다. 탐사목적은 화성에서의 거주가능성 조사하고자 생명체 증거를 탐사하고 암석 및 토양을 채취하여 탑재되어 있는 실험대에서 이를 분석하여 지구로 전송하는 것이다. 큐리오시티는 시간당 30m를 이동할 수 있다.
  또한 Mars 2020 rover로 불리우고 있는 새로운 탐사로버는 지난 큐리오시티를 기본바탕으로 개발을 한 로버로 큐리오시티보다 월등하게 뛰어난 관측장비를 갖추게 될 전망이다. 특히 주목받고 있는 점은 과거 태양전지가 원자력 전지(RTG)사용하는 방안 논의되고 있어 관심을 모으고 있다. 또한 탑재장비중 하나인 ‘목시MOXIE’는 화성의 풍부한 이산화탄소를 이용하여 산소를 만드는 실험을 하게 될 계획이어서 이것이 성공할 경우 화성탐사의 중요한 성과중 하나가 될 전망이다.  또한 이외에도 지구대기 밀도의 1%도 안되는 희박한 대기에서 헬리콥터와 같은 형태 드론을 날려 실시간 촬영한 정보를 통해 Rover가 가야하는 경로를 파악하는데 도움을 줄 수 있는 Rover Scout 또한 운용할 계획이어서 화성탐사 활동의 전기를 마련할 것으로 기대된다.  

  이상에서 살펴본 바와 같이 과거 화성탐사의 활동이 행성주변을 돌며 탐사하는 것에서 발전하여 직접 착륙하여 지질구조와 토양, 대기 등을 탐사하는가 하면, 이제 로버를 활용하여 행성의 곳곳을 찾아다니며 생명체 증거나 향후 인류가 거주할 것에 대비한 토양과 지질을 연구가 한창 진행중이다. 이러한 로봇들이 있었기에 보다 발전된 탐사를 수행할 수 있었으며 이 같은 무인 탐사활동을 통해 얻어진 많은 연구결과들은 향후 인류가 직접 화성을 탐사하고 거주하는데 있어 큰 밑거름이 될 것이다. 또한 앞으로 계획된 우리나라의 달탐사 계획에도 이와 같은 성과들이 우리들의 성과로도 이어질 수 있을 것으로 기대한다.

※ 이 글은 아래 자료를 참조하여 작성하였습니다.
1. NASA 언론보도자료 2015.12.23.일자. 및 관련 웹페이지 자료
2. ESA 홈페이지 관련자료
3. Science times. 2015.11.02. 일자
4. Wikipedia 자료