전 세계 모두가 놀란 Made in China의 대성공, 화성 무인 탐사선 톈원 1호의 화성 착륙, 화성 탐사선 착륙이 어려운 이유

중국의 자국 첫 화성 무인 탐사선 톈원 1호가 화성에 착륙하는 데 성공했다는 뉴스가 가득 차 있습니다. 지금까지는 사실상 미국이 독주해 오고 있는 화성 탐사에 중국이 첫발을 내디딘 것으로 앞으로 그 옛날 냉전 시대의 러시아와 미국의 달 탐사 때처럼 양국의 우주 경쟁이 본격화될 것으로 전망하고 있습니다. 어떤 우주선이 어떻게 착륙에 성공했는지 알아보도록 하겠습니다. 

 

화성에 착륙한 톈원 1호의 모습

1. 톈원(천문) 1호 개요

<하늘에 묻는다 천문, 톈원>

하늘에 묻는다는 뜻의 '천문'이라는 한자어의 발음인 톈원 1호가 10개월의 긴 여정 끝에 화성에 착륙에 성공했습니다. 톈원 1호는 중국 국가 항천 국과 중국 국영 우주개발기업인 항천 과기 집단(CASC)이 제작을 주도하여, 화성에 보낸 탐사선입니다.

<톈원 1호의 구성>

톈원 1호는 궤도선과 착륙선, 탐사 로버로 구성돼 있습니다. 중국 고대 신화에 나온 최초의 불의 신을 뜻하는 탐사 로버 ‘주룽’은 높이 1.85m, 무게는 240kg으로 바퀴가 6개 달린 태양광 탐사 로봇이라고 합니다. 현재 화성 착륙 이후 화성의 토양, 수분, 지질 등을 분석할 핵심 역할을 담당할 예정이라고 합니다. 또한 탐사 로버 주룽이 화성 표면을 조사하는 동안 궤도선은 지구로 통신을 중계할 것이라고 합니다.

 

2. 화성 탐사를 꿈꿨던 나라들

<중국보다 먼저 화성 탐사선을 쏜 국가들>

화성에 궤도선을 보낸 사례로는 이미 ESA(European Space Agency), 인도, 아랍 에미리트 또한 근소하게 중국에 앞서 탐사선을 보냈습니다. 하지만 인류 역사상 화성 표면에 랜더나 로버를 착륙시킨 나라는 소련과 미국 2개 국가뿐이었으며 궤도선을 화성 궤도에 안착시키는 것보다 훨씬 고난도의 과제로 여겨지고 있습니다.

<중국이 세 번째 성공>

우주개발 선진국이라고 평가받는 유럽이나 일본도 해낸 바 없고, 오직 우주개발의 양대강 국인 소련과 미국 등만이 달성한 것이었으나 중국이 화성에 탐사선을 착륙시키면서 인류 역사상 세 번째로 이를 달성한 국가가 되었습니다.

<아니 어쩌면 2번째 성공> 

 

또한 중국의 성공이 더욱 주목받는 이유는 소련의 화성 탐사선 마르스 3호는 의미 있는 정보를 보내오지 못했고 착륙 뒤 2분도 지나지 않아 고장 났기 때문에 실질적으로는 인류 역사상 두 번째라고 평가하는 사람들도 있습니다. 톈원 1호는 아직은 조금 더 지켜봐야 하겠지만, 며칠간 정상작동 하기만 해도 중국이 우주개발에 있어 현재의 러시아에 필적하거나 러시아를 능가하는 역량을 보여준 첫 번째 사례가 될 수 있을 것으로 보고 있습니다. 중국이 소련이나 미국에 비해 우주 개발 분야의 한참 후발주자였음을 고려해보면 이번 화성 탐사선 착륙은 굉장한 성취라고 할 수 있습니다.

 

 

3. 그간 화성을 꿈꿨던 나라들이 실패한 이유, 극악의 난이도 화성 탐사

<화성의 특이한 환경>

화성에도 대기가 존재하지만 지구의 1% 정도로 옅어 착륙 과정에서 낙하산만으로는 제대로 속도를 떨어뜨릴 수가 없는 상태이며, 이 때문에 역추진 로켓 분사를 같이 사용하며 복잡한 감속 방법을 동원해야 한다고 합니다. 또한 화성 중력은 지구의 3분의 1 수준으로 감속에 상당한 에너지가 필요합니다. 또한 화성은 달보다 훨씬 멀리 떨어져 있어 통신하는데도 편도 10분 이상 걸리기 때문에 탐사선에 문제가 생겨도 지구에서 원격으로 지원하기 어렵다는 특징이 있다고 합니다.

<하나라도 놓치면 끝>

따라서 이러한 상황을 고려해 보았을 때화성 착륙을 위해서는 대기권에 돌입해 낙하산을 펴고, 지표 근처에선 역추진 로켓을 분사하는 매우 고난도의 과정을 거쳐야 한다고 지적합니다. 이 과정에서 타이밍을 하나라도 놓치면 탐사선은 그대로 지표와 충돌할 수밖에 없다는 것입니다. 

 

 

4. 톈원 1호의 그간의 기록들

<궤도 진입과 착륙 과정>

지난 2020년 7월 23일 발사된 톈원 1호는 약 4억 7천만 km를 비행한 끝에 2월 화성 궤도에 진입한 뒤 궤도를 돌며 자료를 수집해왔습니다. 그러다 중국 시간으로 15일 오전 1시쯤 고도를 낮추기 시작해 7시쯤 화성 대기권에 진입했습니다. 이후 낙하산을 펼치고 역추진 로켓을 작동해 9분간 속도를 줄이며 화성 유토피아 평원에 성공적으로 착륙했습니다. 지난해 7월 23일 이후 10개월의 여정 끝에 착륙한 것입니다. 

<유토피아 평원은?>

유토피아 평원은 미국 항공우주국(NASA)의 바이킹 2호가 착륙해 생명체의 흔적을 발견했던 곳으로 과거 화성의 바다였다고 알려진 지역입니다.

<앞으로의 기록들>

톈원 1호는 앞으로 제대로 작동한다면 3개월 동안 화성 토양과 수분, 지질 특징 조사 등 지표면 탐사 임무를 수행할 계획으로 알려져 있습니다. 중국이라는 점이 탐탁지 않긴 하지만 그래도 이왕 간 김에 인류가 궁금해하는 화성의 비밀들을 많이 가져와 공유하는 중국이 되었으면 좋겠습니다. 헛된 희망사항일 것 같긴 하지만 말입니다. 

 

5. 우주 개발 전쟁의 시작?

<미국에 이어 두 번째 화성 탐사로봇 가동>

1971년 구소련의 탐사선은 화성에 착륙하자마자 교신이 두절되며 부분적인 성공만을 거뒀으며, 큰 발전을 하지 못하고 있는 러시아를 넘어 사실상 미국 독주 체제를 유지하고 있는 화성 탐사 부분에 중국이 도전장을 던지게 되었습니다. 특히 탐사로봇 주룽이 고장 없이 제대로 작동하여 화성을 조사하게 되면, 미국에 이어 두 번째로 탐사로봇을 이용해 화성 지표면을 탐사하게 됩니다.

<중국의 굵직한 우주 프로젝트들>

시진핑 국가 주석은 화성에 중국인의 자취를 남긴 기념비적인 진전으로 우주 분야에서 중국이 선진국 반열에 오르게 됐다고 자축했습니다. 중국은 최근 몇 년 사이 굵직한 프로젝트를 잇달아 진행하며 우주 탐사에 나서고 있습니다. 이에 중국은 2019년 달의 뒷면에 인류 최초로 탐사선을 착륙시켰고, 지난달 독자 우주정거장의 핵심 모듈을 발사하는 데 성공하기도 했습니다. 특히 중국이 건설 중인 우주정거장은 2025년 이후 운영 여부가 불투명한 국제 우주정거장이 실제로 운영을 중단할 경우 세계에서 유일한 우주정거장이 될 수 있다고 알려졌습니다. 

 

솔직히 중국을 더 이상 무시만 할 수는 없다는 결론을 낼 수밖에 없습니다. 미국도 일본도 러시아도 아마 이번 중국의 화성 탐사에는 인정하고 놀랄 수밖에 없을 것이라고 생각합니다. 이러한 우주 개발을 위해서는 정부의 대대적인 예산 편성이 필요하고, 사실 우리 정부의 예산으로는 엄두를 낼 수 없는 상황인 것 맞을 것 같습니다. 인구에서 나오는 엄청난 규모의 정부예산과 과감한 투자가 이러한 성공으로 이어졌다고 평가할 수 있을 것 같습니다.