화성 및 금성에서의 생명 징후가 우주에 대한 우리의 관점을 재작성할 수 있다

별들 사이의 삶?

두 가지 가능성이 존재합니다: 우리는 우주에서 혼자인가, 아니면 그렇지 않은가. 두 경우 모두 똑같이 두렵습니다.

Arthur C. Clarke

첫 번째(잘못된) 믿음인 화성에 운하가 교차한다는 생각 이후로, 인류는 태양계 행성들을 바라보며 그곳에 생명이 존재할지 궁금해 왔습니다.

출처: Wikipedia – Meyers Konversations-Lexikon (독일 백과사전), 1888.

궁극적으로, 더 나은 망원경과 로봇 탐사선이 지구가 지능형 생명을 품는 데 예외적이며, 매우 밀집된 생물권을 가지고 있음을 보여줄 것입니다.

우리 태양계에서 외계 문명의 부재는 실망스럽거나(혹은 안심이 될 수도) 했지만, 더 단순한 생명 형태의 존재 가능성은 이전보다 더 높아 보입니다. 최근 일련의 발견은 화성뿐만 아니라 금성에도 미생물 생명이 존재할 수 있음을 시사합니다. 이는 다른 천체에서도 동일한 현상이 일어날 수 있음을 기대하게 합니다.

화성에서의 잠재적 생명

화성의 고대 생명

우리는 과거에 화성이 훨씬 따뜻했고, 대기가 더 밀도 있었으며 물이 흐르고 있었다는 것을 알고 있습니다. 오랫동안 우리는 대기와 물이 태양풍에 의해 날아가 버려 오늘날 차갑고 황량한 사막이 되었다고 가정했습니다.

최근 우리는 이것이 사실이 아니며, 암석이 10~15km 깊이의 암석층 아래에 파쇄된 암석 속에 충분한 액체 물을 포함하고 있다는 것을 알게 되었습니다. 그 깊이에서 생명은 지질 활동이 제공하는 에너지에 의해 존재할 수 있지만, 최소 수십 년은 확답하기 어려울 것입니다.

어쨌든, 이 고대의 따뜻하고 습했던 화성은 생명이 발달하기에 이상적인 환경이었을 것입니다.

생물 활동과 연관된 광물

2024년 7월, NASA는 퍼시비어런스 로버가 화성 과거에 생명 징후를 발견했을 가능성이 있다고 발표했습니다.

출처: NASA

보다 정확히 말하면, 백색 칼슘 황산염 침전물의 정맥이 암석으로 변했으며, 이는 지구에서 생명에 의해 형성될 수 있지만 지질 과정에 의해서도 생성될 수 있습니다.

그와 함께 암석 내에 “표범 무늬”라 불리는 미세한 점들이 발견되었는데, 이 점들은 철과 인산염을 함유하고 있습니다. 지구에서는 유기 분자가 녹슨 철과 반응할 때 이러한 무늬가 형성되며, 이러한 반응은 미생물 생명을 촉진할 수 있습니다.

출처: NASA

이들 광물 침전물이 화성 과거에 외계 생명에 의해 형성되었다는 확정적인 증거는 아니지만, 잠재적 생명의 매우 좋은 지표입니다. 만약 이 광물 퇴적물이 외계 생명에 의해 형성되었다면, 수집된 샘플을 더 깊이 분석함으로써 이를 입증할 수 있을 것입니다.

현재 개발 중인 110억 달러 규모의 화성 샘플 반환 임무는 샘플 수집을 가능하게 할 것이지만, 현재 비용이 너무 비싸서 NASA는 민간 기업을 통해 비용 절감 방안을 모색하고 있습니다.

이전에 무시된 징후?

메탄

화성에 생명이 있었다면, 오늘날에도 휴면 상태이거나 숨겨진 형태로 존재할 수 있을까요?

이 가능성을 시사하는 한 신호는 복잡한 현상입니다. 화성 대기에는 메탄의 흔적이 존재하는데, 이는 지구에서 미생물에 의한 혐기성 발효와 일반적으로 연관된 가스이며 강력한 이론적 생물징후로 간주됩니다.

하지만 물론 화산과 같은 지질 활동에 의해서도 생성될 수 있습니다. 화성에는 여러 개의 휴면 거대한 화산이 존재하므로, 잔여 활동이 소량의 지속적인 메탄 생산을 설명할 수 있습니다.

이것이 지배적인 설명이었지만, 과학자들은 화성 메탄이 계절 주기를 따르며 북반구 여름 말에 최고량에 도달한다는 것을 발견했습니다. 또한 밤에 더 많이 생성되고 낮에 사라지는 것처럼 보입니다.

계절적 메탄이 UV 노출 변화에 의해 부분적으로 생성될 수는 있지만, 이는 설명하기엔 변동 폭이 너무 큽니다.

따라서 일부 과학자들은 이 설명이 생물학적일 수 있다고 의심합니다. 결국, 생명은 계절에 따라 활발히 활동할 것으로 기대되며, 이는 지구 북부 생태계가 주로 여름에만 활발한 것과 유사합니다.

2005년에는 메탄의 생물산화 부산물일 수 있는 포름알데히드 흔적도 검출되었습니다. 현재 NASA는 화성에 생명이 존재한다는 증명을 아직 확정하지 않았습니다.

바이킹 탐사선

1970년대에 NASA는 두 대의 바이킹 착륙선을 화성에 보내 생명 징후를 탐지하려 했습니다.

당시 결과는 생명 징후에 대해 불확실하다고 판단되었습니다. 그러나 다소 혼란스러운 점이 있었는데: 한 실험(Labeled Release, LR)에서는 대사 활동의 징후가 감지되었지만, 다른 실험에서는 유기 물질의 흔적이 전혀 발견되지 않았습니다.

출처: Phys.org

바이킹 실험에 참여한 Gilbert Levin과 Patricia A. Straat는 2010년대에 이 실험이 화성에 생명이 있었음을 가장 가능성 있게 증명했다고 주장했습니다.

핵심 논거는 160°C(멸균 온도)에서 가열하면 샘플이 대사 징후를 보이지 않게 된다는 점. 대사는 50°C에서도 감소했으며, 10°C에서 어두운 환경에 두 달 보관했을 때는 완전히 사라졌습니다.

또 다른 논거는 유기 화합물 검출 실패가 토양에 퍼클레이트(가열 시 파괴되는 물질)가 포함돼 있었기 때문이며, 이는 실제 유기 분자가 없었다는 증거라기보다 검출이 어려웠던 이유라는 점입니다.

한편, 2014년 큐리오시티 로버는 화성 토양에서 유기 분자를 검출했습니다.

화성 생명은 메탄 생성 미생물(메탄생성균), 고염도와 강한 방사선 및 저산소 환경을 견디는 할로필, 혹은 영양액 같은 자극에 의해 재활성화되는 “크립토바이오틱” 미생물 형태일 수 있습니다.

Phys.org

Levin은 바이킹 데이터에 대한 자신의 해석을 주요 과학 저널에 게재하려 애썼지만, 성공하지 못했습니다.

이는 외계 생명 증명을 논의하는 것이 천문학자들 사이에서 학문적 평판을 유지하려는 이유로 금기시되는 경우가 많기 때문입니다.

“캐나다 우주청 회의에서 저는 Astrobiology 편집자인 Sherry Cady 박사를 만났고, 논문을 제출하라고 초대받았습니다. 저는 제출했지만, 생명 주장 때문에 심사조차 받지 못하고 바로 반려되었습니다.

“Pat와 저는 가장 엄격한 과학적 검증을 견딜 수 있는 논문을 만들기로 했습니다. 수많은 리뷰어의 의견을 반영하고 설명하며 수년간 수정했지만, 결국 모든 부정적인 의견을 해소했습니다.”

그들은 2015년에 “The Case for Extant Life on Mars and Its Possible Detection by the Viking Labeled Release Experiment”라는 논문을 발표하는 데 20년이 걸렸습니다.

금성에서의 잠재적 생명

금성 구름 속 인광

화성은 과거의 바다와 흐르는 물, 그리고 아직도 남아 있는 차갑고 얇은 대기 때문에 외계 생명의 가장 강력한 후보로 여겨져 왔습니다.

반면, 과학자들이 전혀 기대하지 않았던 장소가 바로 금성이었습니다.

한때 지구와 쌍둥이였을 가능성이 있는 이 행성은 재앙적인 온실 효과가 폭발적으로 진행되어 문자 그대로 지옥이 되었습니다:

• 주로 CO₂(96%)와 황산 구름으로 이루어진 두꺼운 대기, 지구 대기압의 92배에 해당하는 압력.
• 평균 표면 온도 464 °C/867 °F, 납을 녹일 정도의 고온.
• 강렬한 화산 활동.
• 극히 느린 자전으로 행성의 하루가 1년보다 깁니다.
• 거의 없는 자기장.

이러한 혹독한 조건은 문자 그대로 행성을 살균시킬 것으로 예상됩니다.

그래서 2020년 연구원 Dave Clements와 그의 팀이 금성 상층 대기에서 인광(포스핀) 흔적을 발견했을 때는 큰 충격이었습니다. 포스핀은 지구에서 유기 물질이 분해될 때 생성되는 화합물입니다.

출처: ACS

이 발견은 2024년에 재확인될 예정이며, 연구팀은 포스핀 검출이 행성의 낮-밤 주기를 따르는 것으로 보인다고 보고했습니다.

암모니아

또 다른 발견은 금성 구름에 암모니아가 존재한다는 것으로, 이것도 또 다른 잠재적 생물표지자입니다.

“정말 이색적인 현상이 일어나고 있을지도 모릅니다. 하지만 우리가 알고 있는 일반적인 화학 과정으로는 포스핀과 암모니아 양을 만들 수 없습니다.”라고 Clements는 말했습니다. 그는 2020년 발견에 비해 2024년에는 구름 속 분자 양이 더 많아졌으며, 행성 대기에서는 더 낮은 농도를 보인다고 설명했습니다.

“우리가 보는 것이 실제로 생명의 징후일 가능성은 현재 10~20% 정도라고 생각합니다.”

USA Today (TDAY )

이러한 발견은 표고 50 km(31 마일) 고도에서 이루어졌으며, 이곳의 온도와 압력은 지구와 어느 정도 유사하고, 표면의 산성 지옥과는 거리가 멉니다.

암모니아의 존재는 구름에 대한 우리의 인식을 바꾸어 놓았습니다.

2021년 권위 있는 과학 잡지 PNAS에 발표된 “암모니아 생산이 금성 구름을 서식 가능하게 만들고 관측된 구름 수준 화학 이상을 설명한다”라는 논문은 암모니아가 구름의 산성을 낮추어, pH 약 1의 반고체 암모늄염 슬러리 형태의 구름 입자를 만들며, 이는 지구의 산성 미생물 환경과 유사하다고 밝혔습니다.

“NH₃가 존재함에 따라 일부 금성 구름 물방울은 반고체 암모늄염 슬러리 형태가 되며, pH가 약 1에 이르러 지구의 산성 미생물 환경과 일치합니다.”

따라서 이곳이 이전에 생각했던 것만큼 적대적이지 않을 뿐만 아니라, 현재 지구에 존재하는 일부 생명체가 이 환경에서도 살아남을 수 있음을 시사합니다.

“NH₃의 근원은 아직 밝혀지지 않았지만, 생물학적 생산과 연관될 수 있습니다. 만약 그렇다면 가장 에너지 효율이 높은 NH₃ 생산 반응은 동시에 O₂도 생성하여 구름층에서 O₂가 검출되는 현상을 설명합니다. 결과적으로 구름은 일부 극한 지구 환경만큼만 산성이며, 생명체가 그 환경을 만들 수 있습니다.

이 모델은 금성 대기 가스 풍부도를 관측과 더 잘 맞추며, 실험적으로 검증이 용이합니다.”

전반적으로 포스핀과 암모니아는 산소가 풍부한 금성 대기나 수소가 풍부한 목성·토성 대기에서는 무기적으로 생성되기 어려운 분자입니다.

물론 화산이나 특이한 UV 유도 화학 반응에 의해 이론적으로 생성될 가능성도 있습니다.

따라서 이것이 금성에 생명이 존재한다는 절대적 증거는 아니지만, 두 가지 다른 아직 발견되지 않은 화학 과정이 필요하거나, 혹은 하나의 생명 형태만으로도 이러한 관측을 설명해야 합니다.

 이 박테리아는 어디서 왔을까?

화성 및 금성의 메탄, 암모니아, 포스핀 대기 이상이 박테리아에 의한 것이라면, 이러한 생명은 어디에서 왔을까요?

한 이론은 두 행성이 초기에는 훨씬 더 친환경적이었으며(화성은 더 따뜻하고, 금성은 더 차가웠음) 현지에서 기원했을 수 있다는 것입니다. 따라서 우리가 (아마도) 탐지한 생명은 변화하는 환경에 적응한 살아남은 생물일 수 있습니다. 이는 지구의 극한 환경 미생물이 염호, 열수구, 산성 연못 등에서 번성하는 방식과 유사합니다.

다른 옵션은 판스페르미아입니다. 생명(지구 생명 포함)이 행성에서 기원한 것이 아니라 우주에서 왔다는 가설입니다.

판스페르미아의 또 다른 변형은 한 행성(주로 화성 또는 지구)에서 기원한 생명이 소행성 충돌을 통해 다른 행성으로 퍼졌다는 것입니다.

출처: Astrobiology

이는 그리 터무니없는 가설이 아닙니다. 우리는 화성에서 유래한 암석을 지구에서 발견했으며, 박테리아와 심지어 거대동물인 테디그레이드도 우주의 진공을 견딜 수 있다는 것을 알고 있습니다.

우리는 또한 화성 유사 환경에서 며칠 동안 살아남을 수 있는 지구의 이끼를 발견했습니다.

무기 물질에서 생명이 어떻게 나타나는지 아직 알 수 없기 때문에 확답하기는 어렵습니다.

만약 화성 및/또는 금성에서 지구와 매우 유사한 생명을 발견한다면, 판스페르미아가 가장 가능성 높은 시나리오가 될 것입니다. 반면 DNA/RNA와 단백질이 사용되지 않는 전혀 다른 형태라면, 독립적인 자발적 기원이 더 가능성이 높습니다.

어쨌든, 화성이나 금성에 토착 생명이 존재한다면, 이는 유로파와 엔셀라두스의 지하 해양과 같은 다른 천체에서 생명을 찾을 가능성을 크게 높여줄 것입니다.

화성에 투자하기

우리는 아직 테라포밍 대형 프로젝트나 화성 부동산에 투자하기에는 이릅니다. 하지만 소수의 기업이 첫 인간을 화성에 착륙시키고 이후 식민지를 건설할 수 있는 기반을 만들기 위해 열심히 일하고 있습니다.

핵심 요소는 재사용 가능한 로켓으로, 이는 장비를 궤도와 심우주로 발사하는 비용을 크게 낮춥니다. 현재 이 분야는 주로 Elon Musk의 SpaceX (SPCX ) 가 주도하고 있으며, 다른 로켓 기업들도 빠르게 따라잡고 있습니다.

또 다른 요소는 자급자족형 우주 기반 경제와 화성 경제를 구축하여, 지구의 자금 지원에 의존하지 않고 테라포밍을 지원할 수 있게 하는 것입니다(자세한 작동 방식은 링크를 참고하십시오).

여러 증권사 브로커를 통해 항공우주 기업에 투자할 수 있으며, securities.io에서 미국, 캐나다, 캐나다, 호주, 영국 등 다양한 국가의 최고의 브로커 추천을 확인할 수 있습니다.

특정 항공우주 기업을 직접 선택하기 꺼려진다면, 다음과 같은 ETF에 투자할 수 있습니다: ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares U.S. Aerospace & Defense ETF (ITA), SPDR S&P Aerospace & Defense ETF, 이는 항공우주 산업에 대한 보다 다양화된 노출을 제공할 것입니다.

또는 “Top 10 Aerospace and Defense Stocks” 기사도 참고하십시오.

우주 기업에 투자하기

1. Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) 은 재사용 로켓 시장에서 가장 진지한 경쟁자 중 하나입니다. 이 회사는 처음에 소형 로켓에 집중했으며, 전자(320 kg 페이로드) 발사 시스템을 점진적으로 부분 재사용 로켓으로 전환하고 있습니다. 현재까지 전자 로켓은 44번의 발사로 177개의 위성을 배치했습니다.

향후 Rocket Lab은 플래콘 9과 비교 가능한 중형 재사용 로켓인 뉴트론(완전 재사용 모드에서 LEO에 8,000 kg, 화성·금성에 1,500 kg)을 개발하고 있습니다. 뉴트론은 메탄 연소 엔진(스타십과 유사)을 사용할 예정이며, 이는 차세대 로켓의 트렌드가 될 것으로 보입니다.

이 회사는 위성 제조 전 과정을 완전 수직 통합함으로써 비용과 설계 속도를 최적화하는 점이 특징입니다.

그 결과 NASA와 미국 정부와 다수의 계약을 체결했으며, 5억 1,500만 달러 규모의 군사 위성 계약과 글로벌스타를 위한 1억 4,300만 달러 규모의 민간 계약을 확보했습니다.

Rocket Lab은 2022년 SolAero Technologies 인수를 통해 위성용 태양 전지판도 주요 제조업체가 되었으며, 현재 1,000개 이상의 위성이 이 전지판으로 구동되고 총 4 MW 규모의 태양 전지를 생산했습니다.

출처: Rocket Lab

현재 발사 시스템은 외부 공급업체에 의존하고 있지만, 전략적 인수 시리즈를 통해 위성 설계·제조에서 이미 달성한 수직 통합을 발사 시스템에도 적용하려 하고 있습니다.

또한 LEO 통신 위성군을 구축해 지속적인 수익을 창출하려는 계획도 있습니다. 현재 Varda Space Industries와 협력해 우주 내 제조와 우주 파편 검사에도 참여하고 있습니다.

SpaceX가 엘론 머스크의 비즈니스 감각으로 기술을 처음부터 개발한 반면, Rocket Lab은 R&D와 인수를 병행해 필요한 기술을 수직 통합했습니다. 이는 위성 제조에서 큰 성공을 거두었으며, 현재 재사용 로켓에도 같은 전략을 적용하려 하고 있습니다.

위성 생산과 전자 로켓의 성공적인 현금 흐름을 고려할 때, Rocket Lab은 SpaceX의 선점 효과를 따라잡을 유력한 후보입니다.

이 기업에 투자하고자 한다면, 해당 지역(예: 미국, 영국, 캐나다, 호주)의 최고 브로커를 확인하거나, 10 Best Investing Apps 기사를 참고하십시오.

2.  Virgin Galactic

이 회사는 리처드 브랜슨이 설립했으며, 우주 관광에 집중하고 있습니다.

티켓 가격은 25만~45만 달러이며, 대기자 명단이 길게 잡혀 있습니다. 첫 고객들은 경험에 대해 극찬하고 있습니다:

“내 인생에서 가장 비범한 경험이 될 것이라는 걸 항상 알고 있었습니다. 사람들은 저에게 그렇게 될 거라고 말했죠. 그런데 실제로 경험해 보니… 그 수준은 상상을 초월합니다.”

“이것은 제 인생 최고의 날이었고, 가장 감동적인 날이었습니다. 더 나은 경험은 없을 겁니다. 제 꿈을 뛰어넘었습니다.”

앞서 언급했듯이, 우주 관광은 미래 화성 경제의 핵심이 될 수 있습니다.

그 이유는 화성이 독특한 경험을 제공할 뿐만 아니라, 태양계 전체에서 가장 인상적인 특징들을 가지고 있기 때문입니다:

• 태양계에서 가장 큰 협곡(길이 4,000 km, 폭 200 km, 깊이 최대 7 km).
• 높이 21.9 km(72,000 ft)인 거대한 화산, 크기는 프랑스 혹은 애리조나 주와 비슷합니다.

출처: Wikipedia

화성에 앞서, Virgin Galactic은 현재 기술 수준으로 달성 가능한 궤도(그리고 추후 달) 관광의 선두주자가 되기를 목표로 하고 있습니다. 이는 중국이나 SpaceX의 화성 착륙보다 현실적인 단계입니다.

Virgin Galactic은 새로운 발사 시스템 “Delta”를 개발 중이며, 이는 기존 4인 승객에서 6인 승객으로 늘리고, 월 1회 발사에서 8회 발사로 증가시켜 단위 경제성을 크게 개선하고 있습니다.

이 두 가지 개선된 지표는 단위당 수익을 12배로 끌어올리며, Delta 셔틀당 회수 기간을 6개월 이하로 단축합니다. Delta 비행 시험은 2025년 중반에 예정되어 있습니다.

출처: Virgin Galactic [securities_stock_price_tag symbol="SPCE" exchange="NYSE"]

시장에서는 브랜슨이 추가 투자를 하지 않겠다고 발표했을 때 우려가 제기되었습니다. 특히 2024년 185명의 직원 해고와 우주 비행 중단은 Delta 셔틀 도입과 현금 소모 속도 감소를 기다리기 위한 조치였습니다.

그럼에도 불구하고 Virgin Galactic은 2025년 또는 2026년까지 현금을 충분히 보유할 것으로 전망됩니다. 따라서 Delta 비행 시스템 개발이 순조롭게 진행된다면(항공우주 산업에서는 위험도가 높은 과제이지만), 회사는 현금 흐름을 재개하고 수익성을 회복해 2026년에 현금 흐름이 플러스로 전환될 수 있을 것입니다.

출처: Virgin Galactic

(Virgin Galactic은 Virgin Orbit과는 별도 기업임을 유의하십시오. Virgin Orbit은 2023년 4월 파산했으며, 소형 위성 발사 서비스를 제공했으며, Rocket Lab이 해당 회사의 롱비치 시설, 제조 및 공구 자산을 인수했습니다.)

Virgin Orbit의 최근 파산과 Richard Branson이 Virgin Galactic과 거리를 둔 것은 투자자들 사이에서 회사 이미지에 타격을 주었으며, 2023년과 2024년에 주가가 급락했습니다.

출처: Virgin Galactic

동시에 기존 고객들의 만족도, 수익성 있는 Delta 셔틀 설계 계획, 그리고 잠재 고객들의 긴 대기 리스트는 회사가 추가 자금 조달 없이도 여전히 지속 가능할 수 있음을 시사합니다. 따라서 성공적인 Delta 셔틀 개발·제조·운용이 2025년 말 이전에 이루어지는지가 매우 중요합니다.

만약 이러한 상황이 실현된다면, 현재 크게 낮아진 기업 가치는 투자자들에게 할인된 가격에 주식을 매입할 수 있는 기회를 제공할 것입니다.