경이로운 우주가 인류에게 던지는 세 가지 화두

이정모(국립과천과학관장)

6,600만 년 전, 지구의 최강자로 군림했던 공룡은 하루아침에 멸종하고 만다. 놀랍게도 단지 지름 10km에 이르는 소행성이 지구에 충돌하며 발생시킨 거대한 충격파와 열기가 지구상의 거의 모든 생명체를 절멸에 이르게 한 것이다. 지구를 볼링공 크기라고 한다면 단지 먼지 한 톨에 불과한 소행성이 이뤄낸 놀라운 사건이다. 하지만 공포의 대상으로만 여겨지는 소행성에는 신비로운 비밀도 숨어 있다. 아주 먼 원시 지구 시대에 충돌한 소행성은 유기 자원을 공급해서 현재 인류가 탄생하는 데 결정적인 역할을 했다. 작고도 연약한 지구 위의 인류는 공룡처럼 언젠가 우주 이벤트로 최후를 맞을 수 있다. 또한, 약 50억 년 후 태양이 팽창하며 지구는 태양에 흡수되어 생을 다 하게 될 것이다. 언젠가는 사라질 지구, 인류는 결국 우주탐사와 개발을 통해 새로운 길을 찾아 나섰다. 《키스 더 유니버스》에서는 지구라는 한정된 공간에서 벗어나 전 우주로 눈을 돌린 인류의 도전과 모험에 초점을 맞추었다. 즉, 스페이스X, 블루 오리진 등 우주개발의 현장과 각국의 소행성을 관측하고 충돌을 막기 위한 다양한 활동, 그리고 지구의 자매 행성인 화성으로 이주 가능성 및 테라포밍과 새로운 슈퍼 지구의 가능성까지 태양계 전체를 우리 삶의 무대로 만들려는 국가와 민간의 다양한 활동상을 살펴본다. 우주 대항해 시대는 오래전부터 시작되었다! 우주를 갈망하는 인간에 대한 근원적인 이야기가 《키스 더 유니버스》에 수록되어 있다. 이 책에서는 화제의 3부작 KBS 다큐멘터리 ‘키스 더 유니버스’에서 미처 접하지 못했던 보다 더 다양하고 재미있는 내용을 추가하여 우주에 대한 지적 갈망에 메말라 있거나 다큐멘터리의 감동만으로는 만족하지 못하는 독자들에게 많은 도움을 줄 것이다.

006 | 프롤로그
010 | 추천사

1부 지구 최후의 날
015 | 상상해보는 지구 최후의 날
019 | 중생대의 최고 포식자 티라노사우루스
027 | 소행성, 그 무시무시한 정체의 기원
032 | 불과 물의 공습, 소행성 충돌의 그날
038 | 소행성의 흔적을 찾아서: 유카탄반도의 세노테
047 | 화석에서 찾는 지구 종말의 발자취 1: 미국 와이오밍주
052 | 화석에서 찾는 지구 종말의 발자취 2: 이탈리오 구비오, 미국 노스 다코타
059 | 베린저 크레이터
065 | 아직 지구는 위험하다
073 | 소행성 아포피스
078 | 지구 지킴이는 우리 주변에 있다
082 | 소행성에 대처하는 각국 정부의 노력
088 | 그럼에도 소행성이 우리에게 중요한 이유
096 | 영원한 것은 없다

2부 화성 인류
103 | 우주를 향한 도약의 첫걸음
107 | 국제우주정거장
110 | 뉴 스페이스 시대의 위대한 서막
114 | 스페이스X와 일론 머스크
118 | 스페이스X와 스타십
123 | 블루 오리진과 제프 베이조스
129 | 스페이스X 크루 드래건
136 | 가장 유력한 선택지, 화성
142 | 원시 화성의 흔적을 찾아서
148 | 화성의 대기와 물은 왜 사라졌을까?
155 | 인류는 화성에 정착해 살 수 있을까?
166 | 화성 탐사의 난제
172 | 퍼시비어런스와 인저뉴어티
177 | 화성의 테라포밍
182 | 스페이스X의 끊임없는 도전
185 | 유럽 소재 민간 우주 기업

3부 코스모스 사피엔스
191 | 우주에서 찾는 인류의 미래
194 | 국제우주정거장의 과학 실험
203 | 오버뷰 이펙트: 우주인들의 귀환 후 가치관의 변화
209 | 국제우주정거장의 변화
212 | 러시아의 국제우주정거장
215 | 중국의 국제우주정거장
219 | 국제우주정거장의 미래
225 | 보이저 스테이션
228 | 일론 머스크의 우주 탐사에 대한 소신
233 | ‘우주에 잠들다’ 우주 장례식
236 | 달로 떠나자, 디어 문 프로젝트
243 | 우주여행의 꿈을 이룬 월리 펑크
245 | 인스퍼레이션 4 프로젝트의 헤일리 아르세노
248 | 민간이 주도하는 우주산업의 미래
253 | 지구와 우주의 경계
256 | 로봇과 함께하는 우주 탐사
258 | 반세기 만에 다시 시작된 달 탐사
261 | 대한민국의 달 탐사 계획
263 | 아르테미스 프로젝트
267 | 달 탐사의 무궁무진한 가치
270 | 창백한 푸른 점

273 | 에필로그
277 | 참고 자료
281 | 이미지 출처

티라노사우루스가 느리게 걷는 이유는 그의 육중한 꼬리 때문이다. 그는 꼬리를 세차게 흔들며 걸어가는데, 이 꼬리만 해도 1t에 육박한다. 꼬리를 흔드는 힘은 티라노사우루스가 몸을 앞으로 밀어내는 데 도움을 주는 동시에 몸의 균형을 잡아준다. 하지만 동시에 이 동작은 그의 보행 속도를 늦추게 만들 수밖에 없다. -p24미국의 사업가 베린저(Barringer)는 이 크레이터에서 소행성을 발견하면 많은 돈을 벌 수 있을 것이라 기대했다. 크레이터의 크기가 어마어마하기 때문에 크레이터를 만들어낸 소행성 역시 그 크기가 상당할 것이라 예상했다. 그래서 소행성 발굴에 막대한 돈을 투자했다. 하지만 그 결과는 꽤 실망스러웠다. 26년 동안이나 땅을 팠지만, 결국 그 운석을 찾지 못했다. 실제로 훗날 밝혀진 운석의 크기는 기대와는 달리 45m에 불과했다. -p62소행성 충돌은 지구 생명을 절멸시킬 만큼 위력적이다. 하지만 한 가지 면만을 가진 사람은 없듯이 소행성 역시 파괴자의 면모만을 가진 것은 아니다. 믿기지 않겠지만, 과학자들은 지구 생명이 태동하는 데 소행성이 결정적인 역할을 했다고 주장했다. -p90제프 베이조스 역시 민간 우주 사업에 도전했다. 작은 온라인 서점으로 시작한 그는 원대한 꿈을 가지고 20년간 아마존 수익금의 일부를 비밀 프로젝트에 투자했다. 그것이 바로 ‘블루 오리진’ 프로젝트이다. 일론 머스크보다 2년 앞서 블루 오리진을 설립한 제프 베이조스는 일론 머스크와 우주에서 한판 대결을 보려는 듯 매년 10억 달러를 아낌없이 투자하고 있다. -p12437억 년 전 화성의 지표면 아래에선 활발한 화산 활동이 있었고, 큰 강과 바다가 존재했다. 지금은 떠올리기 어렵겠지만, 37억 년 전의 화성은 지구처럼 물의 행성이었다. 거대한 폭포 아래로 물줄기가 떨어지며, 물방울이 여기저기로 튀어 오르는 화성을 상상하기 쉽지 않을 것이다. -p144대각선 길이만 240km인 이 반사 거울의 목표 지점은 이산화탄소 얼음으로 이뤄진 화성의 극관이다. 화성 표면에 반사열을 가하면 드라이아이스와 얼음이 녹아 증기 가스로 바뀌어 화성 대기가 만들어진다. 스티븐 페트라넥은 화성의 온도가 4℉만 올라가도 막대한 이산화탄소가 대기에 배출될 것이고, 그렇게 되면 화성의 대기는 지금보다 수백 배는 더 두꺼워질 것이라 설명한다. -p1784명의 민간인 승무원 중엔 화제가 된 인물이 있다. 바로 소아암 환자를 돌보고 있는 간호사 헤일리 아르세노(29)였다. 그녀는 어린 시절 골수암 진단을 받고 ‘우주 비행’의 꿈을 포기했다. 극한의 환경을 견뎌야 하는 우주 비행은 그간 신체 결함이 없는 이들의 전유물이었다. 그녀는 의족을 지닌 채 우주로 가는 최초의 인류라는 기록을 세웠다. 골수암 투병 당시 티타늄 소재의 인공보철물을 무릎에 심었기 때문이다. -p246달에서 확인된 110만 t의 헬륨3를 채굴해 지구로 가져온다면, 인류는 수 세기 동안 사용할 깨끗한 에너지를 확보하는 셈이다. 미국의 한 매체가 달 탐사 경쟁을 두고 ‘인류 역사상 최대의 채굴 열풍’이라고 할 정도로 그 가치는 어마어마하다. 또한, 달은 화성 등 미래의 행성 탐사 임무에서 쓸 기술을 실험하는 좋은 시험장의 역할을 할 수 있다. -p268

거대한 공룡이 한순간에 멸종한 지구 중생대로 돌아가멸종의 원인을 분석해보고 지구 충돌 가능성이 있는 소행성을 살펴보자! 그런데 지구의 탄생과 소행성이 밀접한 연관이 있다? 지금부터 6,600만 년 전 중생대 백악기 말, 지구를 지배하던 거대한 공룡은 한순간에 멸종하고 만다. 그 이유에 대해 여러 분석이 있었으나, 놀랍게도 정설로 굳혀져 가는 것은 단 지름 10km의 소행성이 갑자기 지구로 충돌하면서 벌어진 결과라는 점이다. 어떻게 지름 10km에 불과한 충돌체가 지구상의 거의 모든 종을 멸종시키고 빙하기를 불러왔을까? 이것만 보더라도 지구는 너무나 연약한 존재이다. 하지만 오랜 시간에 걸쳐 자정 작용 끝에 자연은 되살아났고 지금은 고등 생물인 포유류, 즉 인간이 지구 문명을 이끌고 있다. 문제는 앞으로도 그런 일이 벌어질 가능성이 있다는 것이다. 하지만 그때는 크기만 큰 공룡이었고 지금은 인간이 지구를 지키고 있다. 나사를 비롯해 많은 연구소에서 지구를 위협하는 소행성을 매일 관찰하고 언제 어떻게 지구 방향으로 돌진할지, 그 확률은 어느 정도일지를 매일 체크하고 있다. 그 가운데 오래전 원시 지구 시대에 지구에 충돌한 소행성이 유기 물질을 전달했다는 가설이 힘을 얻고 있다. 이 유기물은 지구에 생명체가 만들어지는데 결정적인 역할을 했다고 볼 수 있다. 즉, 소행성은 지구에 엄청난 선물을 안겨주기도 했지만, 지구의 환경과 생태계 자체를 송두리채 바꾸기도 했다. 이것이 《키스 더 유니버스》가 소행성에 주목하는 이유이다. 지구와 가까운 자매 행성, 화성!인류의 화성 진출 및 생존과 거주 가능성을 모색해본다!정말로 화성을 테라포밍하면 제2의 지구가 될 수 있을까? 지구의 자매 행성으로 불리는 화성도 예전에는 물과 대기가 존재하는 지구와 유사한 모습이었다고 추측하고 있다. 그러나 지금은 황량한 붉은 빛을 띤 죽은 별이 되었다. 어쩌다 이렇게 된 것일까? 가장 큰 이유는 지구와는 달리 화성 내부 핵의 대류가 없어지며 그로 인해 발생했던 자기장이 소멸했고, 대기가 태양풍에 의해 우주 밖으로 날아가 버렸기 때문이다. 그 자기장의 유무가 지금의 지구와 화성의 결정적인 차이를 만든 것이다.모두가 화성을 모든 별처럼 가능성이 없는, 죽은 행성으로 생각했다. 하지만 놀랍게도 화성을 지구처럼 복원하는 테라포밍 프로젝트가 구체적으로 연구, 실행되고 있다. 화성 극관에 큰 반사 거울을 통해 태양 빛을 쏘이면 화성 기온이 올라가면서 얼음이 녹으며 대기가 생성될 것이다. 여기에 대기가 태양풍에 유실되지 않도록 인공 자기장을 만들어 화성을 보호하는 시스템을 갖추면 몇백 년 후 먼 미래에 많은 과학자는 화성이 지구와 비슷한 환경을 갖출 것으로 기대하고 있다. 이런 상상 속의 이야기가 실제로 진행되고 있다니 놀랍지 아니한가?21세기의 주요 키워드는 우주 탐사와 개발!각국이 우주정거장부터 상업용 우주여행까지 경쟁을 펼치는 이유는? 달과 화성을 지나 태양계 밖 심우주를 향해 끝없이 나아가는보이저호의 꿈과 희망이 실현될 날이 다가오고 있다! 억만장자이지 지구촌 최고의 이슈 메이커 중 한 명인 일론 머스크의 스페이스X와 아마존 대표 제프 베이조스가 이끄는 블루 오리진은 경쟁적으로 우주 탐사와 여행에 천문학적인 자본을 투자하면서 우주 개척사를 새롭게 쓰고 있다. 또한, 나사(NASA)부터 시작해 러시아, 중국, 일본 등 강대국은 국제우주정거장과 달 탐사에 다시 시동을 걸고 있으며, 많은 민간 업체에서 장·단기 우주여행과 우주 호텔 등 탐사만이 아닌 관광 목적으로 우주에 접근하고 있다. 대한민국도 달 탐사를 시작으로 장기 계획을 세우고 있다.일론 머스크는 우주 진출에 대해 다음과 같이 소신을 밝혔다. “우리가 현재 알고 있는 문명이나 삶에 종말을 가져온 자연적 혹은 인위적인 사건들이 존재할 수 있다는 것을 명심해야 합니다. 그래서 우리가 지구 행성을 넘어서 삶을 확장하는 다중행성 문명이 되기 위해 노력해야 합니다.”20세기 인류는 닐 암스트롱이 달에 착륙했고, 21세기에는 달을 넘어 화성과 태양계 밖의 심우주로 눈을 넓히고 있다. 보이저호와 뉴호라이즌스호는 이미 명왕성을 넘어 우주를 향해 끝없이 날아가고 있다. 더 많은 사람이 우주의 신비를 풀기 위해 지구 밖을 계속 탐사하고 있다. 그 이유는 무엇일까? 바로 인간에게는 탐사와 개척의 본능이 내재되어 있기 때문이라고 생각할 수 있다. 또한, 인류는 이 가늠할 수 없는 우주의 생성 비밀을 밝힐 수 있는 유일한 존재이다. 이는 동시에 인간의 근본적인 실존 문제와도 연결된다. 과연 인간의 존재 가치는 무엇일까? 지구와 인간은 우주 가운데 어떤 목적으로 존재하게 된 것일까? 그것이 《키스 더 유니버스》가 우주에 주목하는, 우주에 근본적 질문을 던지는 이유일 것이다. 우주 가운데 지구와 인류는 어떻게 탄생한 것일까?이 넓은 우주에 생명체는 정말 지구에만 존재하는 것일까?《키스 더 유니버스》가 우주적 인류의 가치를 묻는다! 현재 많은 과학자가 ‘과연 지구 외에 다른 생명체가 존재하는 별이 있을까?’를 계속 연구하고 있다. 아쉽게도 현재 어디서도 생명체가 발견되었다는 증거는 없다. 단지 물리학적 측면에서 확률상으로만 설명될 뿐이다. 따라서 인간은 우주로 나아갈 권리가 있으며, 동시의 우주의 신비를 풀어야 할 의무를 지녔다고도 생각할 수 있다.또한, 우리 지구는 축복받은 행성이다. 태양계의 골디락스 존에 위치하면서 적당한 양의 태양 에너지를 통해 생명체가 살아 숨 쉬고 있으며, 목성은 지구 방향으로 돌진하는 소행성을 중력으로 끌어들여 지구 충돌 위협을 막아주고 있다. 또한, 달이 지구를 공전하면서 지구의 자전축이 안정되었으며, 무엇보다 내핵 대류로 생성된 지구 자기장 덕분에 태양으로부터 오는 유해한 태양풍을 막아 대기가 유지되며 생명체가 탄생한 것이다. 우리 인간은 희박한 확률과 확률의 반복된 조합으로 이 지구 위에서 태어나 살아가는 기적과 같은 존재라는 사실을 잊어서는 안 될 것이다.