화성 탐사선 ‘퍼서비어런스’의 화성 착륙 일이 내일로 다가왔다. 미항공우주국 NASA에 발표에 따르면, 지난 “1월 28일 기준으로 퍼서비어런스와 화성 거리는 약 450만 km로 2월 19일(한국 시각)에 화성에 착륙을 시도 한다”고 말했다. 퍼시비어런스의 화성 대기권 진입 속도는 무려 1만 9000km/h에 이르는 것으로 보고 있다. 착륙 이후 7분 동안 하강하면서 극심한 대기 마찰열을 견뎌내고, 초음속 낙하산과 역추진 로켓을 이용해 무사히 착륙에 성공할지 주목받고 있다.

NASA의 다섯 번째 화성 탐사 로버인 퍼서비어런스의 무게는 1025kg 으로 지금까지 화성에 착륙한 탐사선이나 로버 중 가장 크고 무겁다. 27억 달러 (한화 3조원)의 예산이 들어갔다. 이 퍼서비어런스는 화성의 장소 중 예제로 크레이터에 착륙하는 것으로 선정되었다.
 
과학자들은 예제로 크레이터는 과거 30~40억 년 전 호수가 존재했을 것이라고 추정하고 있다. 때문에 모르는 생명체의 흔적을 찾을 수 있는 유력한 장소로 보고 있어 퍼서비어런스는 예제로 크레이터에 착륙하는 것으로 선정 되었다.
 
착륙에 성공한다면, 화성의 지형을 탐험하고 다양한 과학적 조사를 수행하게 된다. 샘플 수집, 지구 바깥의 천체에서 최초로 헬리콥터를 날리고 고대 생명체의 흔적을 찾아내는 일이다. 캘리포니아에 있는 NASA 제트추진연구소에 따르면, “퍼서비어런스가 완벽하게 작동하고 있다”며 “우주선과 우리 팀 모두 집중하고 있고, 착륙할 준비가 되어 있다”고 밝혔다.
 
크루즈 스테이지는 여러 차례 궤도를 수정할 때 사용된 추진 모듈로, 퍼시비어런스는 화성에 접근하면서 크루즈 스테이지를 먼저 분리한다. 화성 착륙은 130km 고도에 도달했을 때 시작한다. 퍼시비어런스는 화성에 도착하면 그대로 대기권에 진입해 다른 위성 궤도를 도는 탐사선과 달리, 화성에 도착하면 그대로 대기권에 진입한다. 화성 지표면의 평균 대기압은 지구 매수면의 0.6%에 불과하지만, 옅은 대기권이라도 대기 마찰로 크게 줄일 수 있기 때문.
 
대기권 진입 후 1분 뒤에는 약 67km 고도부터 대기 마찰로 급격히 감소한다. 이때 방열판 온도는 1300도 까지 치솟게 된다. 이후 방열판을 분리하고 레이더로 지형을 스캔하며 약 12km 고도에서 초음속 낙하산을 펼치며 동시에 내장된 미니 로켓 엔진을 이용해 목표지까지 이동하게 된다. 이때 속도는 420m/s로 대기권 진입 후 4분이 경과한 시점이다.
 
이렇게 7분 동안 벌어질 극적인 임무는 화성 착륙을 ‘공포의 7분’이라고 부른다. 이 과정에서 사소한 문제나 실수가 발생하면 실패할 가능성이 높아지기 때문이다. 화성에서 지구까지 전파가 오는 시간은 약 10분. 지구와 화성은 현재 약 2억 km 떨어져 있어서 퍼서비어런스가 착륙 단계를 시작했음을 알리는 전파가 지구 관제실에 도착했을 땐 이미 현장 상황은 종료된 후다. 그렇기 때문에 모든 착륙 과정을 탐사선 스스로 해결하도록 설계했지만, 어떤 변수가 발생할지는 미지수다.
 
퍼서비어런스가 이번 착륙에 성공한다면, ‘미국의 5번째 화성 탐사 로봇’이라는 명예를 누리게 된다.

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