화성(Mars) 지구와 유사하면서도 다른, 붉고 혹독한 사막 행성

화성은 태양으로부터 네 번째 행성으로 표면은 철 산화물, 즉 녹이 슨 철로 덮여 있어 붉은 색을 띠며, 이로 인해 '붉은 행성'이라는 별명을 갖게 되었습니다.

지구와 태양 사이 평균 거리를 기준으로 1 AU라고 부르며, 그거리는 약 1억 4,960만 km입니다
화성과 태양과의 거리는 1.52AU인 약 2억 2,800만 km 떨어져 있으며, 태양으로 부터 받는 태양 에너지도 지구에 비해 약 43%밖에 안 됩니다.

화성의 중력은 지구의 약 38%, 즉, 지구에서 100kg이면 화성에선 38kg 인 거예요
또한 대기 압력은 지구의 1/166정도인 약 0.6% 수준으로 우주처럼 거의 없는거나 마찬가지일 정도로 매우 낮아서
액체 상태의 물이 있다면 바로 기화돼서 날아가 버린답니다.

화성은 포보스와 데이모스라는 두 개의 위성을 가지고 있는데, 포보스는 약 22km, 데이모스는 약 12km 정도로 소행성대에 있는 일반적인 소행성들과 거의 같은 크기이며, 달(Moon)처럼 둥글지 않고 감자처럼 불규칙한 모양을 하고 있는데 이런 모양은 자체 중력이 약해서 자기를 둥글게 만들 만큼 강하지 않다는 뜻이며, 많은 과학자들은 포보스와 데이모스는 원래 소행성이었는데, 화성의 중력에 의해 포획(capture)되었다고 생각해요.
즉, 원래부터 화성 주변을 돌던 게 아니라, 지나가다가 “끌려와서” 위성이 된 거란 얘기예요

화성에는 태양계에서 가장 큰 화산인 올림푸스 몬스 (Olympus Mons)가 있습니다. 이 화산은 높이가 약 21km에 달하며, 이는 지구의 에베레스트 산보다 약 2.5배 높습니다.
화성의 약한 중력 덕분에 이 정도까지 자랄 수 있었을 것으로 예상되며 ,면적은 프랑스만큼 크고, 경사가 매우 완만해서
걸어서 정상까지 가는 것도 이론상 가능합니다.

또한 태양계 최장 협곡인 마리네리스 계곡(Valles Marineris)이 있으며, 길이 4,000km 이상, 깊이 최대 7km로 미국 횡단보다 길고 “화성판 그랜드캐니언”이라 부르기도 하며 지각 활동이나 대규모 균열로 생겼을 것으로 추정돼요

지구처럼 물이 아닌, 드라이아이스(고체 CO₂)가 눈처럼 내리며
실제로 화성 겨울에 NASA 화성탐사선이 “이산화탄소 눈보라”를 확인된 기록 있어요

자기장이 사라졌는데도, 지각 아래 오래된 바위는 아직 자성을 띠고 있어서 고대에 자기장이 있었고, 물도 흐른 적이 있다는 간접 증거로 쓰이고 있습니다.

공전 궤도가 더 찌그러져 있어서 계절 온도 차가 큼
봄은 짧고, 여름은 길고, 겨울은 진짜 혹독함
남반구 겨울에는 CO₂가 얼어 극지방에 쌓였다가 다시 증발하는 순환도 있음

화성의 먼지폭풍은 지구 태풍보다 더 커서,
전 행성 규모로 확장되기도 함 😱
탐사 로봇 ‘오퍼튜니티’는 이 폭풍으로 태양광을 못 받아서 영구 정지

1976년 바이킹 탐사선이 찍은 사진에 사람 얼굴 같은 지형이 있었음
‘화성의 얼굴(Face on Mars)’로 유명해짐
이후 고해상도 이미지로 보니... 그냥 언덕 😅

공기가 희박하고 차가워서 소리 속도가 느리고, 왜곡됨
NASA의 퍼서비어런스 로버에 장착된 마이크로 실제 화성 사운드 녹음됨!
"드론 소리도 지구보다 낮고 부드럽게 들림"

지금까지 수십 개 탐사선이 착륙/추락/고장났기 때문에
화성 표면 여기저기에 로켓 잔해, 낙하산, 기체 부품들이 흩어져 있음
NASA 로버가 자기 착륙 당시 쓰레기를 발견하고 사진 찍은 적도 있음 😅

화성의 표면에는 과거에 물이 흘렀던 것으로 보이는 계곡과 호수의 흔적이 발견되었습니다. 이는 화성이 한때 더 따뜻하고 습한 환경이었음을 시사합니다.

화성의 자전 주기는 지구와 비슷한 24시간 37분 22초 정도이며, 태양을 공전하기 때문에 화성의 하루는 약 24.6시간인 24시간 39분 35초로 지구의 하루와 거의 비슷합니다.
하지만 화성과 지구의 시간차이는 매일 약 39분 35초씩 차이가 발생합니다. 따라서 이 시간의 차이때문에 태양일(Sol)이라는 용어를 사용합니다.
즉, 지구의 1일은 24시간 00분 00초, 화성의 1태양일(Sol)은 약 24시간 39분 35초인 거죠

지구도 자전축이 23.5도 기울어진 것처럼 화성도 마찬가지로 25.2도 기울어져 있어 계절의 변화가 존재합니다.
다만 화성의 공전 주기가 지구 시간 기준으로 687일(약 1.88년)로 더 길기 때문에 각 계절은 지구보다 약 두 배 더 긴 6개월정도입니다
화성의 하루, 즉 자전 주기는 약 24.6시간으로 지구의 하루와 거의 비슷합니다.

화성의 대기는 주로 온실효과가 있는 이산화탄소로 구성되어 있으나
화성의 대기 압력은 지구의 1/166정도인 약 0.6% 수준으로 우주처럼 거의 없는거나 마찬가지일 정도로 매우 낮아요

화성에도 예전에 자기장이 있었지만, 핵이 식으면서 자기장(magnetic field)이 거의 사라졌어요.
그래서 주로 전자, 양성자로 이루어진 고에너지 입자인 태양풍(solar wind)이 화성 대기에 직접 부딪치게 되고
그 결과, 대기중 특히 가벼운 기체인 수소, 헬륨, 심지어 이산화탄소 일부까지도 우주 공간으로 탈출해 버립니다.
더군다나 화성의 중력은 지구의 약 38%밖에 안 되니 더 쉽게 빠져 나가게 되었으며, 수십억 년에 걸쳐 대기의 상당량을 잃어버리게 된 거죠.
실제로 NASA의 MAVEN 탐사선이
화성 대기가 태양풍에 의해 조금씩 조금씩 우주로 사라지고 있다는 걸 직접 관측했어요!
즉, 대기가 희박해서 열을 거의 보존하지 못하고, 중력이 약해 대기를 잘 붙잡아 두지도 못하고
또한 태양으로 부터 거리도 지구의 1.5배 정도 멀리 떨어져 있어서 태양 에너지도 적게 받게됩니다.
이런 이유로 인해 낮 최고 온도 20도, 밤 최저 온도는 -70도정도로 하루 동안의 온도 차이가 매우 심합니다.

화성 로봇/드론들 미션 이야기 대공개!
🧱 1. 소재부터 전설인 로버들 – “마션들의 영웅들”
▪️ [2004~2018] 오퍼튜니티 (Opportunity)
별명: “기계 정신력의 화신”
원래는 90일 임무였는데 무려 15년 동안 활동
화성에서 최장 거리 주행 기록 (~45km)
2018년 거대한 먼지폭풍으로 태양광 차단 → 영구 정지
NASA가 마지막으로 보낸 메시지
"My battery is low and it’s getting dark." 😢

▪️ [2012~현재] 큐리오시티 (Curiosity)
별명: “화성 화학자”
미국의 SUV만한 사이즈
게일 크레이터 탐사 → 고대 화성 호수 존재 증거 발견
암석 드릴링, 토양 성분 분석 등
→ "화성에서 생명이 존재할 수 있었던 환경이 있었다"는 첫 근거 제공

▪️ [2021~현재] 퍼서비어런스 (Perseverance)
별명: “화성 과학 수사대장” 🔍
가장 최신 + 최첨단 로버
임무: 고대 미생물 흔적 찾기, 암석 샘플 채취 → 미래 지구 귀환 계획
장비: 레이저, 마이크, 샘플 튜브, 드론 착륙장비 등등
실제로 시료를 드릴로 채취하고, 작은 튜브에 담아 놓음
미래에는 이걸 ESA와 NASA가 협력해 회수하는 샘플 귀환 미션 계획 중!

🛸 2. 세계 최초의 화성 드론 – 인제뉴어티 (Ingenuity)
별명: “화성 파일럿”
퍼서비어런스와 함께 갔던 “작은 헬리콥터”
최초 목표: 단 5번 비행 실험
✅ 결과는?
무려 70회 이상 비행 성공 (2021~2024)
망가진 지형 정찰, 고지대 스캔, 퍼서비어런스 경로 안내까지!처 입력
🔥 실제로 고장 난 구역도 있음
→ 파일럿팀이 수동으로 고도 조절, 소프트웨어 업데이트하면서 기사회생
💔 결국 2024년 1월, 착륙 사고로 은퇴 😢
“처음으로 다른 행성에서 비행한 드론”으로 역사에 남음

오퍼튜니티 전설의 로버 2018 정지
큐리오시티 화성 지질 조사 현재 진행 중
퍼서비어런스 생명 흔적 찾기 + 샘플 채취 활발히 활동 중
인제뉴어티 최초 드론 은퇴 (2024)

여러 우주 기관과 민간 기업들은 화성 탐사와 인간 거주를 위한 계획을 수립하고 있습니다.
인간이 화성에 거주하기 위해서는 몇가지 자원이 꼭 필요합니다.
1. 이산화탄소: 대기압↑, 온실효과↑를 높이기 위해 필요
화성의 대기와 극지방에 드라이아이스형태로 존재하며, MOXIE (NASA 퍼서비어런스에 탑재된 장치)
CO₂를 산소와 일산화탄소로 분해해 작은 규모지만 실제 작동 성공했으며 대기에서 자원 뽑아내는 “화성판 공기공장” 만들기
2. 물(H₂O) 확보: 생존, 작물, 기후
극지방과 최근 탐사선이 지하에 수 km 두께의 얼음층 발견했으며, 드릴 & 레이더를 이용해 얼음을 뚫고 채취한후 태양열 이용해 얼음 녹여 정수하는방법을 연구중
3. 에너지 확보
태양광 패널 사용, 퍼서비어런스/큐리오시티에서 사용중인 소형 핵전지(RTG), NASA는 현재 "Kilopower"라는 소형 원자로 개발 중
4. 산소(O₂)와 생물 자원
물(H₂O)을 전기분해해 수소(H₂)와 산소(O₂)를 생성, MOXIE: CO₂에서 산소 추출 성공, 국제우주정거장(ISS)에서 소형 생태계 실험,
NASA는 화성 토양 유사물로 지구에서 농사 실험 중
5. 건축 자원 확보 (ISRU): 기지 건설, 돔 제작, 장비 유지보수
3D 프린팅 기술: 화성 흙으로 블록 만들기, NASA “MARS HAB” 프로젝트: 현지 자원으로 거주 공간 만드는 기술 개발 중,
유럽우주국(ESA)도 “자급자족 구조물 건축” 실험 진행중

현실적인 단계별 예측 타임라인
1. 2030년대 초반 로봇이 무인 기지 기지 건설
2. 2035~2040년 인간이 가서 몇 달 체류하면서 유인 탐사 임무 수행
3. 2040~2050년 산소·물 일부 자급, 농사 실험을 통해 반자급형 기지 건설
4. 2050~2070년 반영구 거주 기지를 건설해 기지 내에서 생존 가능
5. 2100년 이후 수백 명 규모, 자원 재활용 시스템을 활용해 소규모 도시 건설
6. 진짜 테라포밍은 대기 조성, 온도 조절, 자기장 복원까지 포함하면
최소 수백 년, 심지어 수천 년 이상 걸릴 거라는 의견이 지배적입니다.자료출처 : ChatGTP