사면초가 NASA, 중대 발표 릴레이
생활 속 과학 이야기
현재 지구에서 가장 멀리 나가 있는 지질학자는 인간이 아니다. 두 개의 탐사선이 화성 표면에서 현재 활동하고 있는데 하나는 큐리어시티(Curosity, 호기심)로 2012년 8월에 화성 적도 아래 분화구 '게일 크레이터(Gale Crater)'에, 다른 하나는 퍼스비어런스(Persevereance, 인내심)로 2021년 2월 19일에 '예제로 크레이터'(Jezero Crater)'에 착륙했다. 두 탐사선의 목적은 지질학적 탐사와 생명체 존재 가능성 탐사이다. 언제나 외계 행성의 탐사에 가장 첫 단계는 지질학 탐사이다. 참고로 달에 간 마지막 지질학자는 1972년 아폴로 17호 선장인 해리슨 슈미트(Harrison Schmitt)이다. 그의 발자국이 현재 달에 있는 마지막 발자국이다.
탐사선은 경차 크기(899kg, 1,025kg)인데, MSL 랜더(EDL)의 컴퓨터는 거의 깡통 수준이지만 지구와의 시차(5~20분) 때문에 모든 조종은 프로그램에 따라 스스로 한다. 화성판 자율주행자동차라고 보면 되겠다. 큐리오시티는 당초 임무기간 2년을 월씬 초과하여 활동하고 있는데 원자력 전지의 수명이 14년이라 활발한 활동이 가능한 시기는 그리 많이 남지 않았다. 퍼서비어런스는 마찬가지로 임무 기간은 2년이지만 도착한지 얼마 안됐으니 더 돌아다닐 것 같다. 그리고 인제뉴이티(Ingenuity, 독창성)라는 비행드론을 가져갔다. 둘 다 제트추진연구소(JPL)에서 제작하였다.
NASA의 과학 발견 발표 관행
2025년 9월 10일 오전 11시(현지시간), NASA(미국항공우주국)는 화성 탐사선 퍼서비어런스가 채취한 암석을 분석 결과를 발표한다고 공지했다. 트럼프 대통령 재집권 후 아마도 첫 발표이고 발표에 등장하는 국장 대행도 첫 등장이라 시중에는 화성 생물체에 대한 꽤 비중 있는 발표가 아닐까 하는 추측이 나돌았다.
화성의 예제로 크레이터 상상도, NASA
화성의 예제로 크레이터 주위의 지형, 로버의 이동 궤적이 보인다. 출처: NASA퍼서비어런스는 2024년 7월 화성 '네레트바 계곡(Neretva vallis)'에서 샘플 이름 '사파이어 캐니언'을 채취했다. 네레트바 계곡은 오래전 '예제로 크레이터(jezero crater)'로 흘러가는 물에 의해 암반이 깎여 형성됐을 것으로 추정되는 곳이다. 이 같은 물의 흔적을 토대로 NASA는 한때 예제로 크레이터 주변에 생명체가 살았을 가능성을 제기하고 있다.
이번 발표가 진행되는 콘퍼런스도 나사 공식 웹사이트 등에서 스트리밍 중계하고 숀 더피 NASA 국장 대행, 니키 폭스 NASA 과학임무국 부국장 등이 비중 있는 인사가 직접 참석한다고 한다. 과학계에선 이번에야말로 외계 생명체 흔적이 발견된 것 아니냐는 기대감이 나오고 있다. 하지만 한편에는 의심의 눈초리를 거두지 못했다.
양치기 소년, 나사?
사실 이번 발표 전에도 NASA에서는 중대발표란 형식으로 떡밥을 풀었던 적이 여러 번 있다.
외계 생명체에 관련된 중대 발표를 할 것
2010년 11월 29일, 나사는 "외계 생명체에 관련된 중대 발표를 할 것"이라고 밝히고 언론과 네티즌의 관심을 모았었는데 발표내용은 정작 "미 캘리포니아주 요세미티 국립공원의 모노 호수를 연구한 결과 인(P) 대신 독성 물질인 비소(As)를 사용해 생존이 가능한 박테리아를 발견"에 관한 것이었다.
런던의 행성과학센터 우주생물학 루이스 다트넬 박사(현재 웨스트민스터 대학 교수)는 "이번 발견은 우리가 알고 있던 기존 생명체와는 전혀 다른 형태의 생명체가 존재하고 있음을 드러낸 것"이라며 "인(P)에 기초 대사를 의존하던 기존의 지구 생명체를 뛰어넘는 또 다른 존재가 있다는 것은 지구와 환경이 판이한 곳에서도 얼마든지 생명체가 있을 수 있다는 것을 시사한다"라고 의미를 좋게 부여했다. 인터뷰한 분이 좋아하는 과학작가이긴 하지만, 지구상 새로운 종류의 박테리아라는 것이 나사의 발표주제로는 좀 뜬금없고 증거도 부족했다. 미지의 우주에는 그럴 가능성이 없다고 단정할 수는 없으니 그럴 수도 있겠지만 좀 뻘쭘한 상황이었다.
카시니 탐사선과 허블망원경, 지구 밖 태양계의 해양 존재 탐사 중대 발표
2017년 4월 13일, 나사는 "토성 주위를 도는 위성에 생명체가 살 수 있는 조건이 발견됐다"라고 중대 발표했다. 이틀 전 나사는 홈페이지를 통해 "오는 13일 오후 2시 미국 워싱턴 본부에서 카시니(Cassini) 탐사선과 허블망원경으로 탐사한 지구 밖 태양계의 해양 존재에 관한 브리핑을 발표한다"라고 중대 발표를 예고했다. 그리고 "카시니 탐사선을 통해 토성의 위성 엔셀라두스(Enceladus) 얼음층 아래에서 열수성 활동(hydrothermal activity)을 보여주는 해양이 있고, 또 위성 타이탄(Titan)에서는 액체 메탄으로 된 바다가 존재하는 것을 발견했다"라고 설명했다.
이후 중대 발표에서 "무인 탐사선 카시니가 2015년 10월 토성 위성인 엔셀라두스의 물기둥에서 수소 분자와 이산화탄소를 탐지했다"라고 발표했다. 나사의 수석 연구원의 말을 인용해 "현재까지는 엔셀라두스에 생명체가 거주할 수 있는 조건을 충족하는 것으로 보인다"라며, 수소와 이산화탄소가 서로 반응해 에너지원인 메탄을 생성하는 점을 두고 과학자들은 생명체가 존재할 수도 있다고 추론하고 있다. 믈론 눈과 실물로 확인한 것이 아니라서 단정 지을 수는 없다.
당시 나사는 앞으로 엔셀라두스에 우주선을 보내 시료를 채취하는 임무인 '유로파 클리퍼 미션(Europa Clipper mission)'을 2020년 이후 실행할 예정이라고 밝혔다(2024년 10월 14일 발사되었고, 2030년 이후 목성의 궤도를 돌며 갈릴레이 위성인 유로파를 근접 통과하는 방식으로 탐사할 계획).
NASA의 중대발표의 대체적인 패턴을 보면 중요한 뭔가를 발표했으니 주목하시고, 이런저런 연구결과를 논문 발표될 테니 잘 보시라이며 마지막으로는 향후 추가적인 프로젝트나 연구가 필요하다는 식이다.
이번엔 늑대가 나타날까
이렇게 과거 나사는 수없이 많은 중대발표를 예고하고 대중의 관심을 끌어모았지만, 발표내용을 들여다보면 (확신할 수 없지만) '가능성'과 '탐사 예정'이 주된 내용이었다. 이렇게 제목 낚시꾼 같은 일을 NASA가 한 적이 있어, 이번에는 또 무슨 이야기 일지 반신반의하며 내용을 지켜봤다.
이번에는 화석 암석 표본 분석이라고 언급했다. 콘퍼런스에는 숀 더피 NASA 국장 대행, 니키 폭스 NASA 과학임무국 부국장 등이 직접 참석한다고 해서, 과학계에선 혹시 이번에야말로 외계 생명체 흔적이 발견된 것 아니냐는 설익은 기대감이 피어오르고 있다.
퍼서비어런스가 지난해 7월 채취한 암석에서는 다채로운 색의 반점처럼 보이는 부분이 발견됐다. 이런 반점은 미생물 생명체가 암석 내 유기 탄소, 황, 인 등의 원료를 에너지원으로 사용했을 경우 남기는 흔적일 수 있다고 연구자들은 설명했다.
jezero crater mars 상상도, NASA이 샘플이 발견된 곳은 '예제로 크레이터'(Jezero Crater)로 흘러 들어간 물에 의해 형성된 고대 강 계곡인 '네레트바 밸리스'(Neretva Vallis) 가장자리에 있는 암석 노출 지형 '브라이트 에인절'(Bright Angel) 지역이다. 로버의 과학 장비들은 이 지층의 퇴적암이 점토와 실트로 구성돼 있음을 발견했는데, 이는 지구상에서는 과거 미생물 생명체를 잘 보존해 온 물질들이다.
사파이어 캐니언(Sapphire Canyon)의 코어 샘플 사진, NASANASA 임시국장을 겸하고 있는 숀 더피 미 교통부 장관은 "트럼프 대통령의 첫 임기 중 발사된 퍼서비어런스의 이번 발견은 우리가 지금까지 화성에서 발견한 것 중 생명체에 가장 근접한 사례"라며 "이는 화성에 대한 우리의 이해를 진전시킬 것"이라고 말했다.
퍼서비어런스는 2020년 7월 30일 발사된 뒤 4억 7,100만㎞를 비행해 7개월만인 2021년 2월 화성에 도착, 고대 삼각주로 추정되는 예제로 크레이터의 바닥 지역을 탐사해 왔다. NASA는 당초 이 로버가 채취한 시료를 2030년대 초반에 지구로 회수할 계획이었으나, 비용 급증으로 회수 작업이 지연되며 현재 그 시기는 2040년대로 미뤄진 상태다.
이번에 발견한 샘플도 로버의 분석장비가 열악하기 때문에 지구로 운반되기 전까지는 검증이 어럽다. 결국 일본의 하야부사나 중국의 달 탐사선 같이 샘플을 가지고 와야, 고대 화성 생명체의 가능성을 평가하기 위한 지구상의 실험실 내 연구가 시행될 것이다.
발표문 내용은 아래와 같다.
NASA, 마스 로버가 작년에 잠재적인 바이오 시그니처를 발견했다고 밝혔습니다
NASA의 퍼서비어런스 화성 탐사선이 예제로 크레이터(jezero crater mars)의 고대 건조 강바닥에서 수집한 샘플은 고대 미생물 생명체의 증거를 보존할 수 있습니다. 수요일 네이처 저널에 발표된 논문에 따르면 작년에 "체야바 폭포(Cheyava Falls)"라는 암석에서 채취한 이 샘플에는 "사파이어 캐년(Sapphire Canyon)"이라는 잠재적인 생체 신호가 포함되어 있습니다.
잠재적인 생체 서명은 생물학적 기원을 가질 수 있지만 생명체의 부재나 존재에 대한 결론에 도달하기 전에 더 많은 데이터나 추가 연구가 필요한 물질이나 구조입니다.
"트럼프 대통령의 첫 임기에 시작된 퍼서비어런스의 이번 발견은 화성에서 생명체를 발견하는 데 가장 근접한 것입니다. 화성에서 잠재적인 생체 신호를 발견한 것은 획기적인 발견이며, 화성에 대한 우리의 이해를 증진시킬 것입니다."라고 NASA 국장 대행인 션 더피(Sean Duffy)가 말했습니다. "NASA는 미국이 화성의 험난한 땅에 발을 디딘다는 목표를 추구하면서 '골드 스탠더드 과학(Gold Standard Science)'*을 수행하겠다는 의지를 계속 유지할 것입니다."
* 골드 스탠더드 사이언스 정책: 2025년 5월 트럼프 행정부가 발표한 행정명령
Cheyava Falls , NASA
2024년 7월 23일 NASA 퍼스비어런스 화성 로버가 '체야비 폭포' 오른쪽에서 62개의 셀카를 합성하였음. 사진의 중앙, 탐사선 왼쪽에 있는 암석이 체바야 폴스. NASA퍼서비어런스는 2024년 7월 오래전에 제제로 분화구로 흘러들어온 물에 의해 깎인 폭 400미터의 고대 강 계곡인 네레트바 발리스의 북쪽과 남쪽 가장자리에 있는 일련의 암석 노두인 "브라이트 엔젤" 지층을 탐험하던 중 체야바 폭포를 발견했습니다.
워싱턴에 있는 NASA 본부의 과학 임무국 부국장인 니키 폭스(Nicky Fox)는 "이 발견은 화성에서 잠재적인 생체 서명을 식별하는 것과 정확히 이러한 유형의 과학을 제공할 수 있는 임무를 전략적으로 계획, 개발 및 실행하려는 NASA의 노력의 직접적인 결과"라고 말했습니다. "이 동료 검토 결과의 발표를 통해 NASA는 생물학적 잠재력을 확인하거나 반박하기 위한 추가 연구를 위해 이 데이터를 더 넓은 과학계에 공개합니다."
탐사선의 과학 장비는 지층의 퇴적암이 점토와 실트로 구성되어 있음을 발견했으며, 이는 지구상에서 과거 미생물 생명체의 훌륭한 보존 장치입니다. 또한 유기 탄소, 황, 산화철(녹) 및 인이 풍부합니다.
"브라이트 엔젤 지층에서 발견된 화합물의 조합은 미생물 대사를 위한 풍부한 에너지원이 될 수 있었습니다"라고 뉴욕 스토니브룩 대학의 퍼서비어런스 과학자 조엘 휴로위츠(Joel Hurowitz)는 말했습니다. "그러나 데이터에서 이러한 모든 설득력 있는 화학적 특징을 보았다고 해서 잠재적인 생체 특징이 있다는 의미는 아닙니다. 우리는 그 데이터가 무엇을 의미하는지 분석해야 했습니다."
이 암석에 대한 데이터를 가장 먼저 수집한 것은 Perseverance의 PIXL(X선 Lithochemistry용 행성 기기)과 SHERLOC(Scanning Habitable Environments with Raman &; Luminescence for Organics and Chemicals) 장비였습니다. 3.2피트 x 2피트(1m x 0.6m) 크기의 화살촉 모양의 암석인 체야바 폭포를 조사하는 동안 그들은 다채로운 반점으로 보이는 것을 발견했습니다. 암석의 원료인 유기 탄소, 황, 인을 에너지원으로 사용했다면 암석의 반점은 미생물이 남겼을 수 있습니다.
고해상도 이미지에서 장비는 연구팀이 표범 반점(leopard spots)이라고 부르는 반응 전선(화학적, 물리적 반응이 일어나는 접촉점)으로 배열된 뚜렷한 광물 패턴을 발견했습니다. 이 반점에는 철분이 풍부한 두 가지 미네랄인 비비안나이트(vivianite, 수화 인산철)와 그레이자이트(greigite, 황화철)의 특징이 있었습니다. 비비안나이트는 지구상의 퇴적물, 이탄 습지 및 썩어가는 유기물 주변에서 자주 발견됩니다. 마찬가지로, 지구상의 특정 형태의 미생물은 그레이자이트를 생산할 수 있습니다.
퇴적물과 유기물 사이의 전자 전달 반응에 의해 형성된 것으로 보이는 이러한 광물의 조합은 이러한 반응을 사용하여 성장을 위한 에너지를 생산하는 미생물 생명체의 잠재적인 지문입니다. 광물은 또한 생물학적으로 또는 생명체의 존재 없이 생성될 수 있습니다. 따라서 지속적인 고온, 산성 조건, 유기 화합물에 의한 결합 등 생물학적 반응 없이 생산할 수 있는 방법이 있습니다. 그러나 브라이트 엔젤의 암석은 고온이나 산성 조건을 경험했다는 증거를 보여주지 않으며, 존재하는 유기 화합물이 저온에서 반응을 촉매 할 수 있었는지 여부는 알 수 없습니다.
이 발견은 임무가 조사한 가장 어린 퇴적암 중 일부와 관련되어 있기 때문에 특히 놀랐습니다. 이전의 가설은 고대 생명체의 징후가 더 오래된 암석층에 국한될 것이라고 가정했습니다. 이 발견은 화성이 이전에 생각했던 것보다 행성 역사상 더 오랜 기간 또는 더 늦게 거주할 수 있었을 수 있으며, 더 오래된 암석에도 감지하기 더 어려운 생명체의 흔적이 있을 수 있음을 시사합니다.
"천체생물학적 주장, 특히 과거 외계 생명체의 잠재적 발견과 관련된 주장에는 특별한 증거가 필요합니다"라고 남부 캘리포니아에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 퍼서비어런스 프로젝트 과학자인 케이티 스택 모건(Katie Stack Morgan)은 말했습니다. "화성의 잠재적인 생체 서명과 같은 중요한 발견을 동료 심사를 거친 출판물로 가져오는 것은 우리 결과의 엄격성, 타당성 및 중요성을 보장하기 때문에 과학적 과정에서 중요한 단계입니다. 그리고 Bright Angel에서 볼 수 있는 것에 대한 비생물적 설명은 논문의 연구 결과를 고려할 때 가능성이 낮지만 이를 배제할 수는 없습니다."
과학계는 CoLD 척도** 및 증거 표준과 같은 도구와 프레임워크를 사용하여 생명 찾기와 관련된 데이터가 실제로 '우리는 혼자인가'라는 질문에 답하는지 평가합니다. 이러한 도구는 우리 행성 밖에서 발견된 생명체의 가능한 신호를 암시하는 데이터에 얼마나 많은 신뢰를 두어야 하는지에 대한 이해를 높이는 데 도움이 됩니다.
7가지 벤치마크인 생명의 신뢰도 감지(CoDL)로 표시되는 척도는 일련의 관찰이 생명의 증거로 작용한다는 자신감의 변화를 설명합니다. NASA** 7단계 척도 : 1. 가능한 신호 감지, 2. 오염 배제, 3. 생물학이 가능한지 확인, 4. 비생물학 배제, 5. 추가 독립 신호 찾기, 6. 다른 가설을 배제하십시오, 7. 독립적인 확인, 2024년 화성에서 퍼서비어런스 탐사선이 발견한 체야바 폭포 암석은 가능한 신호를 감지하는 CoLD 척도의 1단계의 예입니다. 화성에서 메탄이 발견되면 척도의 레벨 4로 평가됩니다.
사파이어 캐년은 2021년 2월 제제로 분화구에 착륙한 이후 탐사선이 수집한 27개의 암석 코어 중 하나입니다. 일련의 과학 장비 중에는 NASA가 화성에서 어떻게 지내는지 연구할 수 있도록 미래의 인간 임무를 위한 환경 정보를 제공하는 기상 관측소와 우주복 재료 견본이 있습니다.
Caltech가 NASA를 위해 관리하는 NASA JPL은 NASA의 화성 탐사 프로그램 포트폴리오의 일부로 NASA의 과학 임무국을 대신하여 퍼서비어런스 탐사선의 운영을 구축하고 관리합니다.
Perseverance에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하십시오.
https://science.nasa.gov/mission/mars-2020-perseverance
베서니 스티븐스 Bethany Stevens / 카렌 폭스 Karen Fox
본사, 워싱턴
202-358-1600
bethany.c.stevens@nasa.gov / karen.c.fox@nasa.gov
DC 애글DC Agle
캘리포니아 패서디나 제트 추진 연구소.
818-393-9011
agle@jpl.nasa.gov
발표 내용을 요약하면 화성의 어느 호수가 퇴적물 층에서 지구상에서는 흔히 유기물의 작용을 나타나는 퇴적암의 흔적이 발견되었다는 것이다. 물론 현재의 결과가 단정적이고 확정적인 것은 아니며 동료 연구를 통해 그리고 추후 샘플의 귀환 확보를 통해 분석되어야 할 것이다라는 것이다.
일반적으로 지질학적인 형태와 관련 화학작용은 화성뿐만 아니라, 지구상에도 흔한 것으로 전문가가 야외 조사를 가더라도 오인할 만한 형태가 부지기수이다. 따라서 지구에서 5,600만 ~ 4억 100만 km 떨어진 화성에서 블랙박스 같은 작은 카메라로 찍은 것으로 확정한다는 것은 불가능하다. 결국 채취해서 로버에 보관 중인 샘플을 지구로 귀환시켜 실험실에서 연구하는 방법밖에는 없다. 하지만 트럼프가 이를 지지할지는 미지수이다.
NASA가 중대발표 방식으로 재미를 보았는지는 모르지만, 이젠 별 뾰족한 수도 없는 모양이다. 달 유인 탐사 이후, 냉전 이후 계속 쪼그라든 NASA의 예산은 우주왕복선을 끝으로 인간을 우주에 보낼 계획도 자금도 없어졌다. 이제 할 수 있는 일이라고는 외계생명체에 대한 이야기이다. 당장 외계인을 만나 인터뷰를 할 수 있으면 좋겠지만, 무인 탐사선들이 할 수 있는 것은 고작 이상한 물건을 발견했고 잘 모르겠지만 큰 가능성이 있으니 돈을 더 태워서 더 자세한 탐사를 해야 정확한 것을 알 수 있다는 이야기이다.
하지만 유인 발사체도 없어서 미국 우주인을 러시아 우주선에 막대한 돈을 주고 태우고, 러시아, 중국, 인도, 일본 마저 획기적인 성과를 내고 있는 현실에서 NASA의 전망은 예전만큼 밝지 않다. 아마 취업 희망 순위에서도 밀렸을 것이다.
나사를 살리자! 워싱컨 DC 시위 사이트 안내문, https://sites.google.com/view/nasaneedshelp/home자신에게 '을'이었던 스페이스 X의 일론 머스크가 정부효율부(DOGE) 수장으로 자리 잡으면서 NASA의 예산과 인원을 좌지우지하게 되는 상황에 쳐했었다. 하지만 불행 중 다행으로 트럼프와 머스크의 브로맨스가 끝나면서 머스크의 측근이었던 재러드 아이작먼(Jared Taylor Isaacman)에 대한 NASA 국장 후보 지명이 결국 철회됐다. 하지만 원래 민간조직의 집합이었던 NASA의 국장은 2025년 97월에 숀 더피 미국 교통부 장관이 현재 공석인 NASA 국장 업무를 한시적으로 맡게 되면서 행정부 손아귀에 들어간 형국이다.
마침내 NASA 지도부에서 현 정치권과 원만한 관계를 맺기 어려워지자, 결국에는 직원들이 길거리에 모여 시위하는 모습도 언론에 비쳐 줬다. 화성생명체들은 정체를 당장 들통날일이 없어져서 좋겠지만, 미국과 NASA가 인류에게 지펴 놓은 우주에 대한 호기심과 열정을 계속 리드하기는 어려운 상황이 됐다. 우리도 스스로의 입장과 처지를 잘 살펴보고 합리적이고 꾸준한 우주개발사업을 진행해야 할 것이다. 원자력 산업 정책같이 갈팡질팡하다가는 아무것도 못한다.
참고문헌
위키피디아
전영식, 과학 커뮤니케이터, 이학박사
