궤도선·착륙선에 헬리콥터까지…화성 탐사 달라진다 [지금은 우주]

[아이뉴스24 정종오 기자] 태양계에서 지구 다음 행성은 ‘붉은 행성’ 화성이다. 예전엔 물이 흘렀을 것으로 추정하고 있다. 화성엔 이미 궤도 탐사선, 착륙선이 움직이고 있다. 2021년엔 헬리콥터까지 보낸 바 있다.

궤도선을 운영하는 나라는 미국을 비롯해 유럽, 아랍에미리트, 중국 등이 있다. 착륙선은 큐리오시티, 퍼서비어런스 등 미국이 보유하고 있다.

미국 항공우주청(NASA)이 2028년 화성에 3대의 헬리콥터를 보낸다. NASA는 2021년 화성에 시험적으로 ‘인제뉴이티(Ingenuity)’라는 조그마한 헬리콥터를 보낸 바 있다. 이번에 보내는 헬리콥터는 ‘인제뉴이티’보다 더 크고 더 빠른 기능을 갖췄다.

최근 NASA는 차세대 화성 헬리콥터의 회전날개(로터 블레이드)가 마하1을 돌파했다고 발표했다. 양력을 기존보다 30%나 더 높이는 데 성공했다. 화성에 추가로 더 큰 헬리콥터를 보내야 한다고 주장하는 과학자들은 공통으로 화성의 지형을 꼽는다.

고대 호수였을 것으로 보이는 화성의 협곡 등에는 큐리오시티, 퍼서비어런스 등 착륙선이 접근하기 어렵다. 이동 속도도 매우 느리다.

헬리콥터를 이용해 자유자재로 협곡의 벽을 수직과 측면으로 촬영해 분석하면 더 많은 데이터를 확보할 수 있다는 것이다.

NASA는 차세대 화성 헬리콥터의 블레이드 실험을 계속하고 있다. 지난 3월 NASA 제트 추진 연구소(JPL)에서 진행된 시험에서 음속을 돌파했다. 화성에서 헬리콥터가 작동하기 위해서는 엄청난 속도의 회전날개가 필요하다.

이유는 공기 밀집도가 낮기 때문이다. 헬리콥터는 회전날개를 통한 양력을 발생해 비행한다. 화성은 지구와 비교했을 때 공기 밀집도가 1%밖에 되지 않는다. 이 때문에 회전날개가 무척 크거나 매우 빠른 게 필요하다.

NASA가 회전날개 속도를 높이는 것도 이 때문이다. 이번 실험에서는 화성의 환경 조건을 모사할 수 있는 특수 챔버에서 진행됐다. 회전날개에서 가장 빠른 속도로 회전하는 부분인 끝부분이 파손 없이 마하1을 넘어섰다.

NASA 관계자는 “여러 차례의 시험 비행을 통해 수집된 데이터는 엔지니어들이 과학 장비를 포함한 더 무거운 탑재물을 운반할 수 있는 기체를 설계하는 데 활용될 것”이라고 말했다.

JPL의 한 관계자는 “NASA는 첫 세대 화성 헬리콥터였던 인제뉴이티에 이은 차세대 항공기에서는 더 많은 것을 할 수 있도록 요구하고 있다”고 말했다.

2021년 인제뉴이티는 화성에서 별다른 과학 장비를 탑재하지 않은 채 제어 비행에 전념했었다. 이번에 개발되는 차세대 항공기는 과학 장비를 탑재하고, 물건을 옮기거나, 오랫동안 비행하면서 지형을 파악하는 등 입체 임무를 맡을 것으로 예상된다.

NASA는 이번 프로젝트명을 ‘스카이폴(SkyFall)’이라 이름붙였다. 한편 스카이폴의 목적은 여러 가지다. 우선, 미래에 화성에 내릴 우주비행사들을 위해 안전한 착륙 지점을 확보하고 필요한 자원을 찾는 데 있다. 두 번째는 지표면을 상세히 촬영하고 위험 요소를 파악한다. 세 번째는 얼음이 있는 지점을 찾는 것이다.