미, 화성 땅속 탐사선 첫 발진

나사 24번째 화성 탐사선 ‘인사이트’
11월26일 착륙…2년간 활동 예정
탐침으로 땅속 5미터 깊이까지 살펴

아틀라스5 로켓이 5일 새벽 4시5분(미 캘리포니아 현지시간, 한국시간 오후 8시5분) 화성 탐사선 ‘인사이트’를 싣고 하늘로 날아오르고 있다. 나사 웹방송화면.

2030년대 화성 여행을 추진중인 미국이 사상 처음으로 화성 땅속을 탐사하는 착륙선을 발사했다. 미 항공우주국(NASA)의 24번째 화성 탐사선이다. 나사는 5일 오전 4시5분(현지시간, 한국시간 오후 8시5분) 캘리포니아 반덴버그 공군기지에서 화성 탐사선 ‘인사이트’(Insight)를 연합발사동맹(ULA)의 아틀라스5 로켓에 실어 쏘아올렸다.

2013년 11월 궤도 탐사선 '메이븐'을 보낸 지 5년만이다. 나사는 그동안 궤도선을 포함해 23개의 화성 탐사선을 발사했으며, 이 가운데 17개의 탐사선이 목적지 도착에 성공했다. 이번에 화성으로 떠난 인사이트가 이전 탐사선들과 가장 다른 점은 처음으로 화성 땅속을 탐사한다는 점이다. 탐사선 이름 ‘인사이트’는 지진조사, 측지학, 열 이동을 이용한 내부 탐사(Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)의 머리글자를 딴 것이다. 인사이트에 앞서 활동했던 탐사선들은 주로 화성 대기와 표면에서 생명체의 흔적을 찾는 데 집중해왔다. 또 하나 다른 점은 큐리오시티, 오퍼튜니티처럼 화성 표면을 돌아다니지 않고 한곳에 고정된 채 임무를 수행한다는 점이다.

인사이트는 6달 뒤인 11월26일 길이 100km에 이르는 화성의 엘리시움 평원에 착륙할 예정이다. 이 곳은 현재 탐사 활동 중인 큐리오시티가 있는 게일 분화구에서 그리 멀지 않은 곳이다. 평지를 선택한 것은 땅이 평평할수록 장비들을 배치하기가 쉽기 때문이다. 인사이트는 첫 두달 동안 다양한 탐사 장비들을 지표면에 설치한다. 장비 배치를 책임지고 있는 제이미 싱어는 "이는 조이스틱 없이 집게발 게임을 하는 것과 같다"고 말한다. 가장 눈에 띄는 건 지하탐사용 탐침 ‘HP3’이다. 이 장비는 땅속 5미터(16피트) 깊이까지 들어가 화성 심부에서 방출되는 열을 측정한다. 10cm 간격으로 온도 계측기가 달려 있다.

화성 탐사선 인사이트의 활동 상상도. 왼쪽 돔형 장비가 지진계, 오른쪽 막대형 장비가 탐침이다. 나사 제공

45억년 태양계 형성 초기 비밀 찾는다

과학자들은 화성 지하 탐사를 통해 45억년 전 태양계 형성 초기의 비밀을 풀 실마리들을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 화성은 크기가 지구의 3분의 1에 불과해서 행성 구조를 변화시킬 에너지가 상대적으로 적어 초기 구조의 흔적들이 아직도 많이 남아 있을 가능성이 있다.

인사이트는 또 행성의 표면의 미세한 떨림이나 지진을 모니터링할 수 있는 초민감 지진계(SEIS)도 배치한다. 유럽 공동으로 개발한 이 계측장치는 단 한 개의 원자 크기에 해당하는 아주 미세한 움직임도 잡아낼 수 있을 만큼 강력한 성능을 자랑한다. 화성 지진은 그동안 관측된 적이 없다. 하지만 과학자들은 화성에서도 지진이 다수 발생하고 있을 것으로 추정한다. 지진의 원인은 크게 두 가지다. 하나는 화성의 냉각, 수축에 따른 지각 균열이다. 다른 하나는 유성우 충돌이다. 나사는 지진파 속도를 측정하면 화성 내부의 모습을 어느 정도 그려낼 수 있을 것이라고 설명한다. 물체의 특성에 따라 지진파가 전해지는 속도가 다르기 때문이다. 인사이트의 기본 활동 기간은 2년이다. 이 기간중 10~12개의 화성 지진을 관측할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

인사이트가 착륙할 엘리시움 평원. 나사 제공

과학자들이 화성의 지진을 측정하려 한 것이 이번이 처음은 아니다. 1970년대에 발사한 바이킹2호가 처음으로 지진계를 가져간 적이 있다. 그러나 화성 땅에 고정돼 있지 않아 바람에 흔들리는 바람에 측정을 하지 못했다. 지진이었을지도 모르는 현상을 한 번 측정하기는 했지만 확증을 하지는 못했다. 러시아도 1996년에 같은 시도를 한 적이 있으나 실패했다.

아틀라스5 로켓에는 '월이'와 '이브'라는 별칭이 붙은 초소형 위성 2대도 함께 실려 있다. 이 위성들은 인사이트가 보내는 신호를 지구로 전해주는 역할을 한다.

인사이트는 원래 2016년에 발사할 예정이었으나 프랑스 우주국이 설계한 지진계에 문제가 있어 취소된 바 있다. 나사가 이 프로젝트에 투입한 돈은 8억1400만달러에 이르는 것으로 알려졌다.

곽노필 선임기자 [e-mail], ▶곽노필의 미래창 바로가기