2년간 화성 '지하세계' 탐사…45억년 비밀 밝힐까

美 화성 착륙선 '인사이트호' 7개월 항해 끝에 무사 착륙

엘리시움 평원에 안착

지진계로 운석 충돌여부 감지…지하 5m 뚫어 내부온도 측정
안테나로 행성 흔들림도 계산…인류 거주 가능성 찾을지 주목
미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사선 인사이트(InSight)호가 26일 오후 2시54분(현지시간) 화성에 성공적으로 안착했다. 인사이트호는 화성의 표면과 대기를 관측했던 지금까지의 화성 탐사선들과 확연히 구분된다. 행성 내부를 들여다볼 수 있는 첨단 장비를 두루 갖추고 있어서다. 지각의 온도와 상태 등을 알면 현재 시점의 화성뿐 아니라 지난 45억 년의 발자취를 상세히 파악할 수 있다.

성공리에 끝난 206일간의 여정NASA는 이날 인사이트호와 함께 발사된 초소형 위성인 마르코(MarCO)로부터 성공적인 착륙을 확인했다고 발표했다. 이와 함께 이 위성이 보내온 첫 사진을 공개했다. 사진 속의 화성 표면은 사막과 비슷했으며 탐사에 방해가 될 만한 장애물은 눈에 띄지 않았다. 인사이트 프로젝트 책임자인 톰 호프먼은 “최종 분석이 끝난 것은 아니지만 탐사선이 불스아이(bull’s eye: 과녁 정중앙)에 가깝게 착륙했다”고 말했다.

미국이 화성에 보낸 여덟 번째 탐사선인 인사이트호는 지난 5월5일 미국 캘리포니아 반덴버그 공군기지에서 발사돼 206일간 4억8000만㎞를 이동했다. 첫 고비는 화성 대기권에 진입, 하강, 착륙하는 과정이었다. 인사이트호는 비행 추진체를 분리하고 열 방패와 상부 덮개로 된 ‘에어로셸’ 진입체만으로 화성 대기권에 들어섰다. 착륙까지 약 6분30초를 무사히 버틴 뒤 화성 적도 인근의 엘리시움 평원에 내려앉았다.
화성의 대기권은 지구의 1% 수준이다. 시간당 1만2300마일(1만9794㎞)의 속력으로 달리는 우주선을 80마일(128㎞)에 불과한 대기권이 끝나기 전에 멈춰 세워야 한다. 시속 100~200㎞로 달리던 자동차를 급정거시키는 것과 비슷하다. 화성 탐사선의 착륙 성공률이 40%에 불과한 이유다. 2003년과 2016년 두 차례에 걸쳐 화성 탐사선을 보낸 유럽우주국(ESA)이 잇따라 고배를 마신 배경이기도 하다.이 탐사선은 2012년 화성에 착륙한 큐리오시티(Curiosity)와 달리 바퀴가 없다. 한곳에 머물면서 탐사 작업을 한다. 이 때문에 착륙 지점 주변의 지형이 중요하다. 정확한 지형은 이미지가 전송돼야 확인할 수 있지만 처음 보내온 사진만 놓고 볼 때 탐사 임무 수행에 큰 어려움은 없을 것으로 기대되고 있다.

‘붉은 행성의 지질학자’에 쏠린 이목

인사이트호의 별명은 ‘붉은 행성의 지질학자’다. 탐사선 명칭도 ‘지진 조사와 측지, 열 수송 등을 활용한 내부 탐사’라는 영문의 앞글자들을 조합해 지었다. 첫 임무는 이틀 뒤다. 1.8m 길이의 로봇 팔을 가동해 주변 지형을 촬영한다. 이 작업을 통해 얻은 정보를 토대로 초정밀 지진계인 SEIS와 열 감지장비 HP³를 설치할 장소를 결정한다. 이 장비들이 가동하기 시작하는 내년 초부터는 화성의 비밀이 하나둘 풀릴 것으로 전문가들은 기대하고 있다. 이 탐사선의 수명은 2년으로 2020년 11월24일까지 화성을 탐사할 예정이다.주목해야 할 장비는 프랑스가 제작한 SEIS 지진계다. 화성에 지진 활동이 있는지는 물론 운석 충돌 여부 등을 감지한다. 화성에 운석이 떨어졌을 때 발생하는 진동을 분석하면 화성 내부의 밀도와 구조 등을 정확하게 파악할 수 있다.

화성 땅속 5m 깊이에서 지열을 측정하는 HP³도 인사이트호의 ‘주연 배우’ 중 하나로 꼽힌다. 화성 내부 온도를 정밀하게 측정할 수 있다. 화성이 탄생한 지 10억 년 후인 35억년 전에 완전히 식어버렸다는 기존 학설을 검증하는 역할을 맡았다는 게 전문가들의 설명이다.

RISE라는 명칭의 안테나 두 개도 핵심적인 장비다. 화성이 태양 궤도를 돌면서 자전할 때 나타나는 흔들림을 측정한다. 화성 내부가 액체인지 고체인지에 따라 흔들림의 정도가 달라진다는 설명이다.최기혁 한국항공우주연구원 책임연구원은 “인사이트호가 화성이 대기를 붙잡아 둘 만한 자기장을 충분히 발산하는지, 지각이 여전히 움직이는지와 같은 화성을 둘러싼 오랜 의문들을 풀어줄 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

송형석 기자 click@hankyung.com