화성에 대한 모든 것 1_화성의 개념과 화성 탐사

붉은색을 띠는 아름다운 행성 화성에 대한 관심은 고대 인류부터 지금까지 계속되고 있습니다. 지금까지 발견한 화성의 특성은 어떤 것인지, 화성 탐사는 어떻게 이뤄졌는지, 생명체는 살 수 있는지 등에 대해 알아보도록 하겠습니다.

화성이란?

화성(Mars)은 태양계의 4번째 행성이자 지구형 행성 중 하나입니다.
서양권에서는 로마 신화에서 전쟁의 신 마르스의 이름을 따 Mars, 동양권에서는 불을 뜻하는 화(火)를 써서 화성이라 부릅니다. 화성은 지구와 7,800만km 떨어져 있고, 화성의 지름은 지구의 1/2 정도로 지구보다 크기가 작습니다. 화성의 자전 주기와 계절의 변화 주기는 지구와 비슷합니다. 자전 주기는 24시간 37분 22초로 지구보다 조금 깁니다. 또한 화성에는 태양계에서 가장 높은 산인 올림푸스 화산과 태양계에서 가장 큰 계곡인 매리너스 협곡과 극관이 존재합니다. 화성의 극관은 물로 구성되어 있으며, 이 물은 화성의 표면을 11m의 깊이로 뒤덮을 수 있을 만큼 많은 양이 있다고 추측됩니다. 화성의 위성은 2개가 존재하는데 포보스(Phobos)와 데이모스(Deimos)입니다. 포보스는 화성 자체가 자전하는 속도보다 빠르며 아주 서서히 화성에 가까워지고 있기 때문에 언젠가 화성 표면에 충돌하게 될 것이라고 예측합니다. 반면 데이모스는 서서히 멀어지고 있습니다. 화성은 밤하늘에서 맨눈으로도 쉽게 관측할 수 있습니다. 태양, 달, 금성, 목성 다음으로 하늘에서 가장 밝은 천체이며 겉보기 등급은 1.6 ~ 3.0 등급입니다.

화성 탐사의 역사

화성 탐사는 무인 탐사선에 의해 이루어졌습니다. 큰 성과를 거둔 로봇 탐사선도 있지만 실패를 거둔 경우도 매우 많습니다. 실패 원인은 기술적 결함 외에 확실한 실패 원인을 찾지 못하는 경우가 대다수였습니다.

1960년 소련은 화성궤도를 지나쳐 돌아오는 계획으로 탐사선을 발사하였으나 실패하였으며, 1962년 세 기를 더 시도하지만, 실패했습니다. 1964년에 또 한 번의 시도가 있었지만 실패로 끝납니다.
1962년~1973년 기간 중, NASA(나사)의 제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory)는 금성, 화성, 수성을 최초로 탐사하기 위해 10개의 매리너 우주선을 제작합니다. 이 우주선은 소형 로봇 탐사선으로 각 무게는 500kg보다 작았습니다.
화성을 지나치며 관찰하도록 설계된 매리너 3호, 4호가 각각 1964년 11월 5일과 1964년 11월 28일에 발사되었습니다. 매리너 3호는 윗부분을 덮은 뚜껑이 열리지 않아 실패했지만, 매리너 4호는 성공적으로 발사되어 1965년 6월 14일 화성을 지나게 되었습니다. 매리너 4호는 다른 행성의 근접 사진을 최초로 찍었으며 달 모양의 분화구도 관찰할 수 있었습니다. 이후 성공적으로 화성에 도달한 매리너 9호와 두 대의 소련 인공위성은 행성 모든 영역에 걸쳐 먼지 폭풍을 발견하였습니다. 폭풍이 가라앉을 때까지 기다리며 매리너 9호는 포보스의 사진을 찍었습니다. 폭풍이 가라앉았을 때, 전송된 사진은 화성에 한때 물이 있었을는지도 모른다는 것을 증명하는 첫 번째 사진이 되었습니다.

1976년에는 두 대의 바이킹호가 화성 표면에 도착하여 첫 번째 컬러 사진과 더 많은 과학적 정보를 얻게 되었습니다. 소비에트 연방에서 발사한 우주선들은 바이킹호보다 몇 년 일찍 착륙을 시도했으나 성공적인 결과를 얻지는 못했습니다.
1997년 7월 4일에는 마스 패스파인더가 화성에 착륙하여, 소저너라는 매우 작은 원격 조정체로 표면의 돌과 화성의 환경 조건 등을 수집했습니다. 1996년 11월 7일에는 마스 글로벌 서베이어(Mars Global Surveyor)가 발사되어 1997년 9월 12일에 화성 궤도에 도착하였습니다. 우주선은 1999년 3월부터 기초적인 임무에 돌입했고, 화성을 화성력으로 1년, 지구력으로는 거의 2년간 저고도에서 관찰했습니다. 2001년 1월 31일에는 기초적인 임무를 완료하고 현재는 2단계 임무를 수행 중입니다. 2008년 7월 31일 미국 국립항공우주국은 화성탐사선 피닉스가 화성에 물이 존재함을 확인하였고 2008년 11월 10일 모든 임무를 마쳤습니다. 2021년 2월 퍼서비어런스(Perseverance) 화성 탐사차가 화성 착륙에 성공하여 유인 탐사선 계획에 중요한 정보를 제공했습니다.

화성의 관측과 이름

화성에 대한 관측이 시작된 것은 기원전 1600년으로 알려져 있습니다. 바빌로니아인은 기원전 400년경에 천문현상을 연구했으며 고도로 발달한 방법을 사용하였습니다. 바빌로니아인들은 화성을 네르갈(Nergal, ‘위대한 영웅’ 또는 ‘전쟁의 왕.’ 원뜻은 ‘커다란 집의 주인’)이라 명명했습니다. 이집트인은 별이 고정된 것으로 보고, 태양이 상대적으로 이동한다고 여겼습니다. 이들은 화성을 Har Decher(붉은 것) 혹은 '죽음의 별'이라고 불렀습니다. 그리스인은 화성을 전쟁의 신의 이름을 따서 아레스(Ares)라고 명명했고, 로마에서도 이 이름을 그대로 번역하여 화성을 마르스(Mars)라고 불렀습니다. 또한 화성의 기호는 마르스의 방패와 칼로 여겨집니다. 1877년 조반니 스키아파렐리(Giovanni Virginio Schiaparelli는 화성에서 운하들로 보이는 것을 발견했고, 화성 탐사 열풍이 시작되었습니다.