화성에 식민지를 만든다면 산소와 물과 연료는 어떻게 얻을까?

화성(Mars)은 태양계에서 지구 다음에 있는 4번째의 행성이며, 붉은색을 띠기 때문에 불화(化) 자를 써서 화성이라는 이름이 붙었습니다. Mars는 서양에서 부르는 이름으로 로마 신화에 나오는 전쟁의 신의 이름입니다. 화성은 지구와 7800만 Km 떨어져 있으며, 크기는 지구의 반 정도이고, 대기의 96% 정도가 이산화탄소로 이루어져 있습니다. 인간에게 필수 불가결한 산소는 약 0.146%에 불과합니다. 아래에서는 이러한 화성에서 어떻게 인간이 숨을 쉬고 물을 먹을 수 있게 만든다는 건지 화성 식민지 계획의 구상을 살펴보도록 하겠습니다.

 

NASA와 교신중중인 화성 궤도선들(이미지 출처 : MARS.NASA.GOV)

테슬라 전기차를 만들고 올해초 세계 최고의 갑부로 등극한 앨론 머스크는 2050년까지 인구 100만이 거주하는 화성 식민지 도시를 건설하겠다고 발표했습니다. 그가 개발하고 있는 스타쉽 우주선으로 1000대의 선단을 구성해 한번에 10만 명씩 운송하겠다는 것 입니다.

 

스페이스x 화성 착륙 시뮬레이션 이미지(이미지 출처:SPACEX.COM)

그렇다면 의도는 알겠지만 도대체 대기의 전체가 이산화탄소라고 볼 수 있는 척박한 곳에서 어떻게 숨 쉬고 산다는 것일까요? 그 힌트는 앨런 머스크의 스페이스 X 홈페이지에 있는 한 이미지에서 찾을 수 있습니다.

 

이미지 출처 : SPACE.COM

 

액화수소를 이산화탄소(화성에 널린 것)와 반응시키면 메탄(CH4)과 물(수증기)을 얻을 수 있습니다.

CH4는 우리가 흔히 연료나 난방용으로 사용하는 천연가스인 메탄가스로 로켓의 귀환용 연료로도 사용될 수 있으며, O2는 산소를 말합니다. 이 메탄을 연소하려면 산소가 필요한데, 산소는 액화수소(H2)를 화성에 풍부한 이산화탄소(CO2)와 반응시키면 물을 얻을 수 있으며, 이 물을 전기 분해하여 얻을 수 있습니다. 즉, 생존에 필요한 물과 산소, 그리고 로켓의 귀환용 메탄 연료는 모두 액화수소만 있으면 생산이 가능하다는 말이 됩니다.

 

- H2+CO2(화성의 대기)->CH4+H2O

- H2O+H2O->전기분해->H2+H2+O2->H+H+H+H+O+O(수소와 산소)

 

화성 이주도시 개념도(이미지 출처 : SPACE.COM)

 

우리는 데이터의 보존을 위해 클라우드 등에 중요한 데이터는 분산 백업을 합니다. 우습게 들릴지도 모르지만 코로나를 전 지구적으로 겪고 있는 요즘 화성 이주 시나리오가 무가치한 프로젝트로 보이지도 않습니다. 영화 딥 임팩트에 나오는 거대 혜성과의 충돌이나 과거 공룡 대멸종 같은 시나리오 또는 코로나보다 훨씬 더 강력한 바이러스의 만연 등의 시나리오를 가정한다면 지구에 번창한 인류가 영원히 발전하리라는 보장이 없는 것 같기도 합니다.