화성의 대기를 이용해 소량이나마 산소를 만드는 실험이 성공했다. 향후 화성에 전진기지를 짓고 탐사 활동을 이어가는 데 있어 반드시 필요한 산소 생성 기술에 관심이 쏠렸다.
미 항공우주국(NASA)은 15일 공식 채널을 통해 성인이 3시간30분가량 숨 쉬는 양의 산소를 만드는 획기적인 실험 결과를 소개했다.
이번 실험은 NASA가 운용 중인 화성 탐사 로버 '퍼서비어런스'가 진행했다. 2021년 2월 화성에 도착한 '퍼서비어런스'에는 대기로부터 산소를 생성하는 기기 '목시(MOXIE, Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment)'가 탑재됐다. '목시'는 2021년 4월 21일 테스트 기동을 거쳐 산소 생성 실험에 돌입했다. 마지막 16차 실험은 이달 7일 완료됐다.
NASA 관계자는 "'목시'를 이용해 2년 동안 만든 산소는 약 0.122㎏으로, 성인 1명이 약 210분간 호흡할 수 있는 양"이라며 "2년에 걸쳐 만든 양 치고는 적지만, 인류가 화성에서 숨을 쉴 가능성을 확인한 점에서 의미가 있다"고 평가했다.
이어 "화성 대기에 포함된 이산화탄소에서 산소를 합성하는 기술은 인류가 달이나 화성, 또 다른 암석 행성에서 장기적으로 머물기 위해 필요한 기술"이라며 "화성 대기에서 산소를 만드는 이번 실험은 예상보다 많은 성과를 거뒀다"고 강조했다.
화성은 지구보다 훨씬 얇지만 대기가 존재한다. 대기를 구성하는 주된 물질은 이산화탄소다. 작은 상자 크기의 '목시'는 화성의 이산화탄소를 활용해 산소를 만들어내도록 설계됐다.
이산화탄소를 흡입한 '목시'는 내부에서 압력을 가해 약 800℃로 가열한다. 소형 전해조로 흘러들어간 이산화탄소는 촉매로 인해 산소 이온과 일산화탄소로 분해된다. 마지막으로 전기로 산소 이온을 결합하면 우리가 호흡할 수 있는 산소가 생성된다.
NASA에 따르면 '목시'를 최대 성능으로 가동할 경우 순도 98% 이상의 산소를 1시간에 12g 만들 수 있다. 이는 NASA가 기대했던 성능의 2배 수준이다.
성인을 기준으로 하루 숨 쉬는 데 필요한 산소량이 약 0.84㎏인 점을 감안하면, '목시'가 화성 개발 등 실전에 투입되려면 시간당 최소 23㎏의 산소는 만들 수 있어야 한다는 게 NASA 입장이다.
NASA 관계자는 "'목시'는 화성 대기의 이산화탄소를 분해해 산소를 만드는 개념을 실증했다는 점에서 가치가 충분하다"며 "산소는 지구 외 천체에서 인간이 탐사나 개발 활동을 하고 장기적으로 거주하기 위한 기술이므로 더 활발한 연구가 필요하다"고 말했다.
'퍼서비어런스' 운용팀 및 '목시' 개발팀은 화성에서 만들어진 산소를 액체로 만들어 안전하게 저장하는 시스템 개발에도 주력하고 있다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
