부디, 네 ‘속’이 뻥 뚫렸길…NASA, 달 앞면 ‘마리우스 언덕’ 동굴 탐사 프로젝트 진행

미국 항공우주국(NASA)이 월면에 뚫린 거대한 구멍에 무인 탐사 차량을 보내기 위한 준비에 착수했다. 인류가 달의 지상이 아닌 지하를 살피려고 탐사 차량을 보내는 것은 이번이 처음이다.

탐사의 핵심은 월면의 구멍이 지하 동굴의 입구가 아닌지 확인하는 것이다. 만약 지하 동굴이 확인되면 달의 극심한 온도 변화와 월면에 쏟아지는 운석을 피할 자연 피난처로 삼을 수 있다. 비용과 시간이 필요한 토목 공사를 하지 않고도 달 기지로 사용할 공간을 공짜로 얻는 셈이다. 2030년대 달 유인 기지 건설을 목표로 한 미국의 ‘아르테미스 계획’에 탄력이 붙을지 주목된다.

마리우스 언덕 구멍에 진입 예정

지난주 미국 과학계에 따르면 NASA는 월면의 ‘마리우스 언덕’에 있는 구멍에 무인 탐사 차량을 보내는 내용의 ‘김리(GIMLI)’ 프로젝트를 추진하기로 했다고 발표했다. 마리우스 언덕은 달 앞면의 ‘폭풍의 대양’에 있다. 수십억년 전에 화산이 폭발했던 곳이다.

수직으로 뚫린 마리우스 언덕의 구멍은 2009년 달 상공을 돌던 일본의 무인 탐사선이 발견했다. 지름은 90ｍ(아파트 30층), 깊이는 40ｍ(아파트 13층)에 이른다. 우주과학계는 그동안 마리우스 언덕의 구멍이 지하 동굴로 들어가는 입구일 가능성이 크다는 시각을 보여왔다. 화산 활동의 결과로 지하에 큰 용암 동굴이 생겼는데, 동굴 천장이 무너지면서 깊고 넓은 구멍이 만들어졌을 것이라는 가설이었다.

NASA는 이 가설이 맞기를 애타게 바라고 있다. 이유가 있다. 달에는 열기와 냉기 사이에서 완충 역할을 하는 대기가 없어 태양이 비치는 곳과 그러지 않는 곳의 온도 차이가 극심하다. 이 때문에 양달은 영상 120도, 응달은 영하 170도다.

지하 동굴이 있다면 상황은 달라진다. 대략 두께 10ｍ가 넘는 동굴 천장이 단열재 역할을 한다. NASA는 달 상공을 도는 무인 탐사선으로 2022년 월면에 존재하는 일부 구멍의 내부 온도를 측정했는데, 영상 17도라는 놀라온 결과를 받아든 적이 있다. 월면 구멍이 지하 동굴 입구가 맞다면 동굴 내부 온도도 비슷할 것으로 NASA는 보고 있다. 미래 달 유인 기지로 사용하기에 딱 좋은 조건이다. NASA는 “준비된 천연 피난처”라고 설명했다.

지하 동굴에서는 우주를 떠도는 돌가루인 ‘미소 운석’도 피할 수 있다. 미소 운석은 달 중력에 이끌려 수시로 월면에 꽂힌다. 낙하 때 속도는 총탄보다 빠르다. 지상 시설이나 우주비행사에게 치명적인 해를 입힐 수 있다. 지하 동굴에 기지를 지으면 이런 걱정이 사라진다.

인간의 몸에 치명적인 공격을 하는 우주 방사선도 지하 동굴의 천장을 뚫기 어렵다. 월면에 기지를 지으면 방사선을 막기 위한 특수 장비나 시설이 필요하지만, 지하 동굴은 그런 수고를 덜어준다.

달 앞면 ‘마리우스 언덕’에 있는 구멍을 미국 항공우주국(NASA)의 달 정찰 궤도선(LRO)이 시간을 달리해 촬영한 사진. 태양광 각도가 달라 구멍 주변 지형의 밝기도 각각 다르다. 위 사진은 월면에 뚫린 구멍이 지하 동굴로 이어지는 입구인지를 확인하는 무인 탐사 차량의 상상도. NASA는 이 구멍이 지하 동굴로 들어가는 입구인지를 탐사로 확인할 예정이다. 일러스트 | NEWS IMAGE·NASA 제공

아폴로 계획 때도 못했던 탐사 수행

NASA는 이번 프로젝트를 미국 내 민간 연구기관인 행성과학연구소(PSI)에 맡겼다. 필요한 자금 지원을 할 예정이다. PSI는 자국 로봇 제작기업과 협력해 무인 차량을 월면에 파견한다.

무인 차량에는 지하 탐사용 레이더와 지진 감지 센서, 중력 측정 장치 등이 실린다. 다만 차량이 구멍 입구까지만 다다를지, 내부로 진입할지는 이번 NASA 발표에서 자세히 언급되지 않았다.

하지만 김리 프로젝트는 달 지하를 본격적으로 탐사하려는 인류의 첫 시도라는 점에서 의미가 크다. 1960~1970년대 아폴로 계획을 통해 달에 갔던 우주비행사들과 그 뒤 파견된 무인 탐사선 모두 활동 무대는 월면에 국한됐다.

마리우스 언덕의 구멍이 지하 동굴의 입구로 밝혀지면 미국의 달 개척에는 중요한 전환점이 마련될 것으로 보인다. 미국은 2030년대 달에 유인 기지를 짓는 것을 핵심으로 한 아르테미스 계획을 진행 중인데, 기지는 월면에 세우는 방향으로 추진하고 있다. 달로 공수한 3차원(3D) 프린터에 월면에서 퍼낸 흙을 넣어 벽돌을 만든 뒤 건물을 쌓아 올리는 식이다.

인류는 제조공장을 달에서 운영해본 적 없다. 우주비행사가 공구를 들고 건물을 짓는 일 역시 해본 적 없다. 공학적인 난제다. 지하 동굴이 발견되면 이런 걱정이 사라진다. 기지 건설은 건너뛰고 연구·생존 장비만 지구에서 옮겨와 동굴에 넣으면 된다. 인류가 거주하는 데 들어가는 시간과 비용을 대폭 아낄 수 있다.

NASA는 “지하 동굴은 달에서 안전하고 장기적인 생활을 하기 위한 중요한 토대”라고 강조했다. 현재 지하 동굴 입구로 추정되는 월면 구멍은 총 10여개에 이른다. 향후 달 기지가 ‘지하 세계’에 대거 건설될지를 두고 과학계의 궁금증이 커지고 있다.