우주
화성 식민화가 그리 멀리 있는 꿈이 아닐지도 모른다
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화성을 길들일 수 있을까?
최근 연구는 화성의 환경을 바꾸거나 자원을 이해할 새로운 가능성을 제시한다. 그러나 모델과 실험 결과가 곧 사람이 거주할 수 있다는 뜻은 아니다. 실제 정착에는 다음과 같은 큰 과제가 있다:
- 매우 얇고 차가운 대기
- 쉽게 이용할 수 있는 액체 물의 부족
- 대규모 먼지 폭풍
- 표면에서의 강한 방사선
지하 거주 시설이나 밀폐된 기지, 대기 변화 같은 다양한 구상이 논의되어 왔다. 최근 연구는 일부 문제를 다르게 접근할 수 있음을 보여 주지만, 행성 전체의 환경 개선이 쉬워졌거나 실현되었다고 볼 수는 없다.
대기 따뜻하게 만들기
기존 접근법의 한계
화성의 평균 표면 온도는 약 영하 65°C로 매우 낮으며 장소와 시간에 따라 크게 달라진다. 추위는 정착과 장비 운용의 중요한 제약이다.
여러 온난화 방안이 제안되었지만, 필요한 자원과 에너지, 기술의 현실성에 한계가 있다.
예를 들어 약 2–3cm 두께의 실리카 에어로젤은 국소적인 온난화와 방사선 차단을 도울 수 있다는 연구가 있다. 이는 화성 전체를 덮는 실현된 계획이 아니며, 대규모 제조와 배치에는 큰 부담이 따른다.
온실가스를 방출하는 방안도 논의되었다. 하지만 화성에서 이용 가능한 이산화탄소만으로 충분한 대기와 온난화를 얻을 수 있는지는 큰 제약이며, 필요한 양과 생산 방법도 문제다.
출처: 캘리포니아대학교 버클리
금속 나노막대
새로운 연구는 같은 규모의 온난화 효과를 더 적은 물질로 얻을 수 있는 입자 설계를 검토했다. 이는 실제 화성에서 검증된 기술이 아니라 기후 모델에 기반한 제안이다.
노스웨스턴대학교, 시카고대학교, 센트럴플로리다대학교 연구진의 논문은 Science Advances에 발표되었다.
연구진은 알루미늄이나 철로 만든 길이 약 9마이크로미터의 전도성 막대를 대기에 분산시키는 방안을 제안했다. 입자는 표면에서 나오는 적외선의 방출을 억제하고 햇빛을 산란시켜 온난화에 기여할 수 있다. 기존 제안보다 약 5,000배 효율적이라는 비교와 긴 대기 체류 시간은 특정 모델의 가정에 따른 결과다.
모델에서는 충분한 입자를 지속적으로 공급하면 온도가 올라 일부 지역의 액체 물 가능성이 커질 수 있다. 이산화탄소 방출 등 추가 효과에는 불확실성이 있으며, 폭주 온난화나 호흡 가능한 대기가 입증된 것은 아니다.
출처: Science Advances
필요한 제조량은 여전히 매우 크다. 화성에 철이 풍부하더라도 채굴, 정제, 입자 제조와 대기 살포 시설을 먼저 구축해야 한다.
논문에서 논의된 규모는 연간 약 70만 세제곱미터의 금속과 상당한 원료 채굴을 전제로 한다. 지구 생산량과의 비율만으로 화성에서의 실행 가능성을 입증할 수는 없다.
자세한 내용은 ”새로운 접근법으로 살펴본 화성 테라포밍의 가능성”에서 다뤘다.
화성 대기 모델링
궤도 관측과 착륙선 자료는 화성 대기 연구에 중요한 정보를 제공한다. 향후 탐사와 대기 변화 구상을 평가하려면 바람과 먼지 이동을 더 정확히 이해해야 한다.
화성에서는 넓은 지역을 덮는 먼지 폭풍이 발생하며, 드물게는 행성 규모로 커져 수주 이상 영향을 미칠 수 있다.
출처: NASA
금속 입자 살포 같은 제안을 평가할 때도 대기 순환과 입자 체류 시간의 모델링이 중요하다.
이를 위한 측정 기술로 터프츠대학교, NASA 에임스 연구센터와 Vandervalk Neeson Instruments 연구진은 화성 조건을 겨냥한 초음파 풍속계를 개발하고 시험했다.
화성의 대기는 지구와 크게 다르기 때문에 특별한 설계가 필요하다:
- 연구에서 고려한 넓은 온도 범위는 약 영하 130°C에서 영상 20°C다.
- 대부분 이산화탄소로 이루어진 매우 희박한 대기와 약 4–10밀리바의 압력.
연구진은 모의 조건에서 장치를 반복 시험해 측정 성능을 평가했다. 이것은 화성 표면에서 실제 운용이 완료되었다는 뜻은 아니다.
시험에서 최악의 경우 오차는 풍속 ±2.3%, 음속 ±1.1%였으며, 공진점에서 벗어나 작동한 최적 변환기의 경우 각각 ±0.14%, ±0.07%였다. 이는 특정 시험 조건의 결과이며 모든 화성 환경에 같은 정확도를 보장하지 않는다.
고도 약 30–42km는 지구 성층권에 해당한다. 연구진은 별도의 지구 고고도 기구 임무용 풍속계 응용을 위해 비슷한 압력·온도의 건조한 공기에서도 시험했다. 화성 표면용 장비의 검증과 지구 기구용 응용은 구분해야 한다.
화성 지하의 물에 관한 단서
예상치 못한 발견
화성 내부에 대해서는 표면이나 궤도 관측만으로 알기 어려운 부분이 많다. NASA의 InSight 착륙선은 지진파를 이용해 내부 구조를 연구할 자료를 제공했다.
InSight는 2018년에 발사되었으며 임무 종료 뒤에도 자료 분석이 계속되었다. 2024년 8월 12일에는 지하의 물에 관한 새로운 해석이 발표되었다.
지진파 자료를 분석한 모델은 지각 깊은 곳의 갈라진 암석에 액체 물이 존재할 가능성을 제시했다. 이는 물을 직접 채취하거나 거대한 지하 바다를 관측한 결과가 아니다. 행성 전체에 대한 물의 양은 분포 가정에 따른 추정이다.
화성의 물이 얼마나 우주로 사라졌고 얼마나 지각에 남았는지는 여전히 연구 대상이다. 이 결과는 지하 저장 가능성을 뒷받침하지만, 기존 물 손실 과정 전체를 부정하지 않는다.
일부 물이 지각 내부로 이동했을 가능성이 있다. 그러나 한 착륙 지점의 지진 자료만으로 전 행성의 분포를 확정할 수는 없다.
활용할 수 있을까?
물로 해석되는 층의 깊이는 약 11.5–20km다. 따라서 초기 탐사대가 쉽게 이용할 수 있는 자원이라고 보기는 어렵다.
추정되는 물은 열린 바다보다 갈라진 암석의 빈틈을 채운 형태에 가깝다. 이 깊이에서 물을 회수하는 데에는 막대한 공학적 어려움이 따른다.
지구의 콜라 초심도 시추공은 약 12.262km에 도달했다. 수십 년간의 작업은 깊은 시추가 얼마나 어려운지 보여 준다.
출처: The Sun
화성에서 이와 같은 시추를 하려면 대규모 전력, 장비와 유지보수 기반이 필요하다. 관련 경제 구상은 ”미래의 화성 경제”에서 다뤘다.
콜라 시추공의 높은 온도와 암석 거동은 작업을 어렵게 했다. 약 190°C에서 금속 시추 장비 자체가 녹았다는 설명은 부정확하다.
화성의 지열 구조와 지역 조건에는 불확실성이 있다. 표면이 춥다고 깊은 지하도 반드시 시추하기 쉬운 온도라고 단정할 수 없다. 화성의 표면 중력은 지구의 약 38퍼센트지만, 낮은 중력만으로 깊은 시추의 난점이 사라지지는 않는다.
미래에 이런 물을 회수할 수 있을지는 자원의 실제 분포와 기술, 비용을 확인해야 판단할 수 있다.
지하 물이 존재한다면 미래 거주 구상에 도움이 될 수 있다. 하지만 자급 생태계가 저절로 만들어지는 것은 아니다. 식량 문제는 ”우주 식량: 다음 세대 개척자를 어떻게 먹여 살릴까?”에서 살펴봤다.
화성 거주에는 이 밖에도 수송, 에너지와 기반 시설이 필요하다. 관련 구상은 ”우주 기반 시설: 하늘로 가는 길을 만들기”에서 다뤘다.
생명 가능성?
물이 있는 암석 환경은 생명 가능성을 연구할 흥미로운 대상이다. 지구에서는 일부 미생물이 광물 반응으로 얻는 에너지에 의존한다. 그러나 화성에 생명이 존재하거나 지하로 피신했다는 증거는 아직 없다.
“우리가 아는 생명에는 물이 필요합니다. 지구에서는 깊은 광산과 해저에서도 생명이 발견됩니다.
화성에서 생명의 증거를 찾은 것은 아니지만, 원칙적으로 생명을 유지할 가능성이 있는 환경을 제시한 것입니다.”
실제 생명 가능성을 평가하려면 추가 관측과 검증이 필요하다. 깊은 시추는 가능한 접근법 중 하나지만 유일한 연구 방법이라고 단정할 수 없다.
화성 투자
테라포밍 사업이나 화성 부동산이 확립된 투자 시장인 것은 아니다. 다만 일부 기업은 미래 심우주 탐사에 필요한 발사체와 우주 시스템을 개발하고 있다.
주요 기술 중 하나는 재사용을 통해 발사 비용을 줄일 수 있는 로켓이다. 2024년 당시 SpaceX (SPCX )는 비상장 기업이었으며 다른 기업들도 서로 다른 방식으로 재사용 기술을 개발한다.
관련 상장기업에 접근할 수 있는 증권사에 대해서는 securities.io에서 미국, 캐나다, 호주, 영국, 등 여러 국가의 평가를 볼 수 있다.
개별 항공우주 기업 대신 관련 ETF를 검토할 수도 있다. 예를 들어 ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares U.S. Aerospace & Defense ETF (ITA) 또는 SPDR S&P Aerospace & Defense ETF 등이 있다. 이들 펀드는 우주, 항공, 방산의 투자 범위가 서로 다르며 분산투자가 손실을 없애지는 않는다.
관련 기업은 ”주요 항공우주·방산 종목 열 곳”에서도 소개한다.
우주 기업 투자
1. Rocket Lab
RKLB 가격 차트
Rocket Lab (RKLB )은 소형 Electron과 개발 중인 Neutron을 통해 발사 사업을 확대해 왔다. Electron에서는 첫 단계를 부분적으로 재사용하는 기술을 시험하고 있다. 기사에 제시된 44회 발사와 177개 위성은 과거 시점의 집계이지 2024년 전체 또는 현재 누계가 아니다.
2024년 당시 Neutron은 개발 중인 중형 발사체였다. 재사용은 주로 첫 단계에 관한 구상으로, 완전 재사용이 실현된 발사체라고 할 수 없다. 메탄 엔진과 제시된 탑재 능력은 개발 목표이며 실제 운용 성능과 구분해야 한다.
Rocket Lab은 위성과 여러 부품을 함께 생산하는 통합 사업을 운영한다. 비용과 일정을 관리하는 데 도움이 될 수 있지만 모든 외부 공급 의존이 사라지는 것은 아니다.
주요 계약에는 미국 우주개발청의 약 5억 1,500만 달러 위성 계약과 Globalstar의 약 1억 4,300만 달러 상업용 위성 계약이 있다. Globalstar 계약은 NASA나 미국 정부의 계약이 아니다.
회사는 2022년 SolAero Technologies 인수 이후 위성용 태양전지와 패널 사업도 확대했다. 1,000개 이상 위성과 총 4MW 생산에 관한 수치는 과거 회사 자료의 집계이며 현재 실적으로 읽어서는 안 된다.
출처: Rocket Lab
일부 장비는 외부 공급업체에 의존한다. 여러 전략적 인수로 내부 역량을 확대했지만 향후 공급 문제까지 모두 해결되었다는 뜻은 아니다.
회사는 저궤도 통신 사업의 가능성도 검토해 왔다. 또한 Varda Space Industries의 우주 내 제조와 궤도 잔해 검사 같은 사업에 발사 또는 우주 시스템 서비스를 제공한다.
Rocket Lab은 연구개발과 인수로 사업 역량을 넓혔다. SpaceX와 비교할 때는 발사 규모, 재사용 수준, 재무 상태와 사업 구성을 따로 평가해야 한다.
Electron의 성과와 우주 시스템 사업은 기회를 제공한다. 그러나 계약 금액, 매출, 현금흐름과 이익은 서로 다르며 SpaceX를 따라잡을 것이라는 보장은 없다.
2. Virgin Galactic
SPCE 가격 차트
리처드 브랜슨이 설립한 Virgin Galactic은 준궤도 우주 관광과 연구 비행을 추진한다. 현재 사업은 화성이나 달로 가는 운송 서비스가 아니다.
과거 판매된 좌석에는 25만–45만 달러 수준의 가격이 포함되며 회사는 대기 고객을 확보했다. 가격과 예약 조건은 시기에 따라 달라진다. 다음은 승객의 주관적인 경험을 옮긴 것이다:
“제 인생에서 가장 특별한 경험이 될 줄은 알았지만, 실제 경험은 상상했던 것과는 또 다른 차원이어서 설명하기 어려웠습니다.”
“제 인생 최고의 날이었습니다. 가장 대단한 경험이었고 가장 큰 기대를 뛰어넘었습니다.”
앞서 논의한 바와 같이 우주 관광은 미래 화성 경제의 한 가능성으로 거론된다.
그러나 관광이 실제 핵심 산업이 될지는 알 수 없다. 화성에는 다음과 같은 독특한 지형이 있다:
- 길이가 약 4,000km, 폭이 약 200km이고 일부 구간의 깊이가 약 7km인 마리네리스 협곡계.
- 높이 약 21.9km의 올림푸스산. 높이를 재는 기준에 따라 수치가 달라지며 넓은 화산체는 프랑스나 애리조나에 비견되기도 한다.
출처: Wikipedia
Virgin Galactic (SPCE )은 Delta 우주선으로 좌석 수와 비행 빈도를 늘릴 계획을 밝혔다. 제시된 6석과 월 8회 비행은 계획된 운용 능력이지 이미 달성한 실적이 아니다.
두 가정을 곱하면 기존 설계보다 높은 좌석 공급 능력이 나온다. 그러나 12배 매출이나 6개월 이내 투자 회수가 보장되지는 않는다. 2024년 회사는 Delta의 상업 운항 목표를 2026년으로 제시했다.
출처: Virgin Galactic
투자자들은 브랜슨이 추가 투자를 하지 않겠다는 보도와 구조조정, 2024년 비행 중단에 주목했다. 회사는 Delta 개발에 자원을 집중하고 현금 소진을 줄이려 했다.
당시 현금 보유액으로 개발과 운영을 얼마나 지속할 수 있을지는 지출, 일정과 자금조달에 달려 있었다. 2026년 상업 운항 또는 현금흐름 흑자는 목표나 전망이지 확정된 결과가 아니다.
출처: Virgin Galactic
Virgin Galactic과 Virgin Orbit은 다른 회사다. 소형 위성 발사 서비스를 하던 Virgin Orbit은 2023년 4월 파산보호를 신청했으며, Rocket Lab이 롱비치의 일부 시설과 제조·공구 자산을 인수했다.
Virgin Orbit의 실패와 브랜슨의 추가 투자 관련 발언은 Virgin Galactic의 위험에 대한 우려와 함께 거론되었다. 두 회사의 법인 및 사업은 구분해야 하며 주가 변화의 원인을 하나로 단정할 수 없다.
출처: Virgin Galactic
고객 만족과 대기 수요는 사업의 가능성을 보여 줄 수 있다. 그러나 생존과 수익성은 Delta의 개발, 인증, 제조, 운용과 추가 자금 확보에 달려 있다. 2025년 말까지 모든 과제가 해결될 것이라고 가정해서는 안 된다.
낮아진 주가는 위험을 반영할 수도 있다. 계획이 성공하더라도 현재 가격이 저평가되어 있거나 투자 수익이 보장된다는 결론은 나오지 않는다.
