[이상수의 경제Talk] 달 탐사 레이스 '우주를 향한 미개발 자원전쟁'
[이상수의 경제Talk] 달 탐사 레이스 '우주를 향한 미개발 자원전쟁'
  • 이상수 시민기자
  • 승인 2020.09.23 10:17
  • 댓글 0
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1. 우주의 정기 기항지
2. 미래를 위한 연료 공급기지
3. 우주의 관찰 기지
4. 우주로 향하는 전진 기지
5. 우주를 행한 미개발 자원 전쟁의 미래

우주가 새롭게 주목받고 있다. 연구 목적의 탐사에 머물렀던 과거와 달리 상업적인 우주 자원 개발에 관심이 집중되고 있다. 자원의 효율적인 배분을 위한 새로운 국제기구의 필요성 역시 대두되고 있다.

미국 항공우주국(NASA), 아르테미스 보고서 공개.(사진=NASA)
미국 항공우주국(NASA), 아르테미스 보고서 공개.(사진=NASA)

미국이 유인 달 착륙 50주년을 맞아 발표한 유인 달 탐사계획 ‘아르 데미스(Artemis)’에 세계가 주목하고 있다. 2024년까지 최근의 여성 우주인을 달로 보낸다는 계획이다.

60년대 우주 시대가 개막된 이후 60번의 성공적인 달 탐사 미션이 이루어졌고 그중 여덟 번은 유인 탐사였다. 1971년 아폴로 15호를 달 표면에 소위 제네시스 바위(Genesis Rock)라는 가장 오래된 바위를 회수하고 또 다른 달 표면 샘플을 통해 거대 충돌 가설(지금부터 45억년 전 현재 질량의 90퍼센트 수준으로 성장한 우주에 대략 화성만 한 크기의 행성이 충돌함에 따라 그 파편이 지구 주위의 우주 공간에 뿌려지고, 그 파편들이 모여 달을 형성하게 되었다는 이론)에 힘을 실어주기도 했다. 이러한 우주 개척자들은 지구와 우주에 대한 이해의 폭을 넓혀주었다. 그러나 그 이후 인류의 시선은 달에서 화성으로 옮겨졌다. 1997년 최초로 마스 패스파인더(Mars Pathfinder)는 화성 표면에 최초로 이동식 로버(Rover, 探査車)를 내려놓은데 성공했다. 탐사선이 보내온 사진들은 대중의 상상력에 불을 붙였고 화성에 대한 새로운 탐사에 관심을 갖게 만들었다.

그러나 현재 화성 탐사에 대한 전망이 어두워지면서 인류는 다시 달 탐사로 눈을 돌리게 되었다. 치열해지는 우주 개발 경쟁에서 각국 정부와 민간 기업들이 달 탐사에 이토록 적극적인 데는 이유가 있다. 달은 더 이상 신비의 행성이 아니라 인류의 미래와 직결되는 공간으로 변모하고 있기 때문이다.

미국 항공우주국(NASA). 달 탐사를 위한 차세대 대형 로켓 발사 시스템(SLS). (사진=NASA)
미국 항공우주국(NASA). 달 탐사를 위한 차세대 대형 로켓 발사 시스템(SLS). (사진=NASA)

1. 우주의 정기 기항지

중력을 극복하고 우주로 나아가려면 일정한 속도가 필요하다. 지구에서 화성으로 가기 위해서는 최소 초속 13.1 km의 속도가 필요하다. 이를 위해서는 거대한 로켓, 수 톤의 연료, 복잡한 궤도 운항이 필요하다. 그러나 달은 중력장이 약하기 때문에 달 표면에서 화성으로 우주선을 발사하는 데 초속 2.9km면 충분하다. 이는 지구에서 국제 우주 정거장에 도달하는데 필요한 속도의 약 3분의 1 수준이다.

달은 또한 풍부한 광물 자원을 가지고 있다. 달에는 로켓 연료의 원료가 될 수 있는 수소연료와 산화제로 변화시킬 수 있는 얼음이 풍부하다. 달 표면에는 지구에서 거의 구분할 수 없는 금속인 황화철 광물 트로일라이트(troilite)도 존재한다. 트로일라이트는 운석에서 주로 발견되는 철황화물로 여기서 추출된 유황을 달 토양과 결합하면 시멘트보다 더 강한 건축용 소재를 생산할 수 있다. 즉, 현지의 재료를 이용하여 달에 정착지를 건설할 수 있다는 의미이다. 우주 탐사를 위한 달 기지를 건설하게 되면 탐재 중량 대비 연료 비중은 크게 향상시켜 현재의 비용과 노력만으로도 충분히 태양계를 탐사할 수 있게 된다.

2. 미래를 위한 연료 공급기지

핵융합은 인류의 미래 에너지 공급원이다. 미래의 핵융합 원자로에는 파티 시 사용되는 풍선이 들어가는 것보다 가벼운 ‘헬륨-3’이 사용될 수 있다. 질량수 3의 헬륨 동위원소는 지구에는 거의 없지만 달에는 풍부하다. ‘헬륨-3’과 바닷물에 풍부한 중수소를 핵융합시키면 막대한 에너지를 얻을 수 있다. 또한 ‘헬륨-3’ 1그램은 석탄 약 40톤에 달하는 전기에너지를 생산할 수 있다. ‘헬륨-3’을 이용한 핵융합발전은 핵분열에서 에너지를 얻는 원자력발전소와 다르게 방사능 폐기물도 거의 나오지 않아 가장 이상적인 미래의 에너지로 꼽힌다. 많은 정부와 기업이 달에 큰 관심을 보이고 있는 이유가 바로 이 때문이다. 이러한 상업적 관심은 달에 영구적인 인간 거주지를 세우기 위한 초기의 인센티브와 자금을 제공할 수 있다.

3. 우주의 관찰 기지

달의 대기 밀도는 지구에 비해 10조 분의 1에 불과하다. 대기의 무게는 천문관측소를 위한 완벽한 조건을 제공한다, 그리고 달 후면은 지구의 전파를 완벽하게 차단할 수 있는 장소로 최적이다. 달의 낮은 대기밀도는 우주에서 오는 단파장이 차단되는 지구와 달리 지상에 설치되는 X-선 망원경 또는 감마선 망원경을 가능하게 한다. 즉, 달에 설치될 관측소는 궤도에 설치된 망원경보다 훨씬 유지가 쉽고 업그레이드할 수 있다.

미국 항공우주국(NASA), 달 궤도 기지.(사진=NASA)
미국 항공우주국(NASA), 달 궤도 기지.(사진=NASA)

4. 우주로 향하는 전진 기지

현재 화성 탐사를 어렵게 만드는 주된 문제 중 하나는 장기 우주 항행이 인간의 건강에 미치는 영향과 그 리스크 때문이다. 만약 예기치 않은 일이 생겼을 때 자원을 재보급하거나 구출 작전을 펼치려면 최소 2년이 소요된다. 이에 달을 우주 탐사를 위한 전초기지로 삼을 수 있다. 달에서 먼저 인간의 허용 범위를 테스트하고 기술과 경험을 쌓는다면 화성 또는 그 이상의 우주 탐사를 훨씬 더 안전하며 효율적으로 할 수 있다. 만약 달 기지에 문제가 발생한다 해도 지구에서 달까지 3일이면 도착할 수 있다.

5. 우주를 행한 미개발 자원 전쟁의 미래

세계 주요 국가들이 우주 자원개발에 관심을 두는 이유는 달에서는 지구에서 확보하기 못한 희귀 자원들을 확보할 수 있다는 이유도 있기 때문이다. 예를 들면, '헬륨-3' 25톤이면 美 1년치 발전이 가능하고, 희토류·우라늄·백금도 풍부하다. 또한 중력이 지구의 1/6 수준이기 때문에 로켓 발사에 최적이라는 점도 달나라 탐사의 매력이다. 아울러 기초과학·공학기술 활용도 무궁무진하기 때문이다. 이처럼 달은 우주를 향한 전초기지이며 미래의 핵융합 원료를 제공하고 우주의 역사를 연구할 수 있는 많은 잠재력을 가진 곳이다.

지구촌이 당면한 많은 문제를 해결하기 위해서라도, 또 지구에서 우주로 인류의 거주지를 확장시키기 위해서라도 우주를 향한 거대한 도약을 하기 전에 지구의 가장 가까운 곳에서 경험을 쌓을 필요가 있기에 달의 탐사에 많은 국가들이 달나라에 관심을 갖기도 한다.

<참고자료>

박영숙·제롬 글렌(2019), 『세계미래보고서 2020』, 서울 : 비즈니스북스. pp.258~261.

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