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미션1 당장 목숨을 구하라!

“삑삑삑!” 무슨 소리지? 정신을 차리고 보니, 우주복에서 경보가 울리고 있다. 윽, 아까 모래폭풍에 휘말리며 옆구리에 부상을 입은 것 같다. 하지만 견고한 우주복 덕분에 천만다행으로 살아남았다. 주변을 둘러보니 모래폭풍은 사라졌다. 그리고 나를 태우고 갈 우주선도 사라졌다. 큰일 났다. 현재 상황을 확인해 봐야겠다.

작은 우주선, 우주복의 비밀

지금 마크 와트니가 입고 있는 건 선외 우주복이에요. 우주인들이 국제우주정거장 외부에서 우주 유영을 하거나, 달 이나 행성 탐사에서 외부 활동을 할 때 입는 우주복이지요. 외부 우주 환경과 철저하게 차단시켜 주는 것은 물론, 생명유지 지원시스템이 달려 있어 우주인들은 적절한 온도와 습도에서 숨쉴 수 있어요. 한편, 선내 우주복은 우주선이 발사되거나 지구로 귀환할 때 입어요.

우주복은 어떤 구조일까요? 우선, 사람의 체온은 36.5℃로 몸에서 열이 발생해요. 이 때문에 우주인의 피부와 가장 가까운 안쪽층에는 얇은 플라스틱 튜브가 달려 있어요. 이 튜브에 냉각수가 흐르면서 우주복 안의 온도가 계속 올라가는 것을 막아 주지요.

다음에는 공기를 담고 있는 우레탄 층과, 공기가 부풀어 오르지 않도록 막 는 테크론 층이 있어요. 우레탄은 일종의 고무 재질이고, 테크론은 단열효과가 뛰어난 합성 섬유예요. 테크론 층은 우주복이 급격한 기압의 변화에도 터지지 않도록 단단하게 만들어졌답니다.

테크론 층 바깥은 알루미늄 코팅 특수 섬유와 폴리에스터 부직포 등으로 이루어져 있어요. 단열 기능이 뛰어나 우주 환경에서도 우주인이 얼어 죽지 않게 해 주지요. 또한 우주 먼지와 각 종 전자파, 방사선 등이 들어오지 못하도록 막아 주는 역할도 한답니다.

마지막으로 가장 바깥층은 하얀 테프론 직물로, 열과 추위로부터 우주인을 안전하게 보호하고 압력을 유지 시켜 줘요.

미션2 4년 뒤까지 살아남아라!

일단 당장 살아남는 데는 성공한 것 같다. 하지만 난 화성에서 평생 홀로 살아갈 생각이 없다. 무엇보다 갖고 있는 식량으로는 300일밖에 살 수 없다. 하지만 희망이 전혀 없는 것은 아니다. 4년 뒤, 아레스 4 탐사대가 화성에 도착한다. 그러니까 이번 미션은 다음과 같다. 4년 뒤까지 살아남을 식량을 만들 것! 그리고 내가 살아 있다는 것을 지구에 알릴 것!

마크 와트니는 어떻게 4년치 식량을 만들었을까?

마크 와트니는 식물학자예요. 그래서 연구를 위해 약간의 지구 토양과 이끼와 같은 식물 종자를 화성에 갖고 왔지요. 또한 추수 감사절에 먹기 위한 감자도 몇 개 갖고 왔어요. 와트니는 화성에서 감자를 재배해 4년치 식량을 만들기로 했어요.

미국항공우주국에서는 2010년부터 국제우주정거장에서 우주인들이 채소를 직접 재배해 먹을 수 있도록 하는 ‘채소재배시스템’을 개발해 왔어요. 우주인들은 채소재배시스템을 통해 비교적 재배하기 쉬운 상추를 키우다가, 지난 8월에는 직접 키운 상추를 먹어 보기도 했지요. 이제는 국제우주정거장에서뿐만 아니라, 최소 1년 이상 걸리는 화성유인탐사에서도 우주인들이 직접 신선한 채소를 재배해 먹을 수 있는 길이 열리게 된 거예요.

‘채소재배시스템’에는 빨강, 파랑, 초록 LED 조명이 달려 있어 햇빛이 없어도 식물이 잘 자랄 수 있어요. 또한 수경재배 장치와 비슷한 영양분 공급 장치가 있어서 흙이 없어도 식물을 키울 수 있지요. 마크 와트니가 이 시스템을 이용했다면 감자 키우기가 더 쉬웠겠죠?

화성 지구, 어떻게 통신할까?

영화 속에서 마크 와트니는 1997년 임무를 종료한 패스파인더를 수리해 지구와 통신하는 데 성공한다. 하지만 패스파인더로 지구와 교신을 하려면 화 성 인공위성들의 중계를 거쳐야 한다.

실제로 현재 화성에는 미국항공우주국의 ‘마스 오디세이’와 ‘화성정찰위성’, 유럽우주국의 ‘마스 익스프레스’ 등이 화성 궤도를 돌며 화성 로버인 큐리오시티로부터 정보를 받아 지구로 전달하고 있다.

화성과 지구 사이의 통신 시간은 지구와 화성 간의 거리에 따라 다르다. 2015년 10월 현재 지구와 화성 사이의 거리는 약 3억 5000km로, 화성에서 보낸 데이터가 지구에 도달하기까지는 약 20분이 걸린다. 따라서 화성에서 지구로 메시지를 보낸 뒤 답변을 받으려면 약 40분이 걸리는 셈이다.

미션3 스키아파렐리까지 이동하라!

이제 지구에서도 내가 화성에 홀로 살아남았다는 사실을 안다. 그리고 아레스 3 탐사대원들이 나를 데리러 화성으로 오고 있다. 그들을 만나기 위해 스키아파렐리 분화구로 가야 한다. 그곳은 지금 내가 있는 아시달리아 평원으로부터 3200km나 떨어져 있다. 그 먼 곳까지 어떻게 가지?

마크 와트니는 어떻게 스키아파렐리까지 갔을까?

우리가 살고 있는 한반도는 남북으로 뻗은 길이가 약 1000km예요. 그러니까 마크 와트니가 스키아파렐리 분화구까지 가려면 한반도를 3번 이상 달려가 야 하는 거지요. 지구에서도 그만한 거리를 차로 가 면 힘든데, 화성에서는 정말 힘들겠죠?

마크 와트니는 현재 두 대의 로버를 갖고 있어 요. 그는 미국항공우주국의 지시에 따라 한 대는 이동용, 다른 한 대는 생명 유지 장치를 비롯한 여러 장비들을 싣는 화물용으로 개조했어요. 그리고 스키아파렐리에 도착해 화성을 떠나기까지 약 100 일 간 필요한 물품들도 로버에 실었지요.

이제 출발! 지구에서 여행을 갈 때는 잘 모르는 길도 네비게이션이 길을 알려 주지만, 로버에는 네비게이션이 없어요. 그래서 와트니는 해상도가 낮은 위성사진을 통해 폭이 50km는 되는 큰 분화구 의 위치를 찾고, 이를 이용해 자신의 위치를 파악 했어요. 그리고 별과 위성으로 위도와 경도를 알아낸 뒤, 스키아파렐리 분화구까지 길을 찾아갔답니다.

장거리 여행을 책임진 로버

로버란 행성 및 달의 표면 위를 돌아다니며 과학 관측과 측정 임 무를 수행하는 탐사차량을 말해요. 보통 로버라고 하면 무인 로버를 말하는데, 사람이 타는 차량도 유인 로버에 속한답니다.

무인 로버와 유인 로버는 기능상 큰 차이는 없어요. 무인 로버 는 로버에 탑재된 과학 장비를 이용해 로버 활동 지역의 환경을 관측하고 촬영하는 것이 주요 임무예요. 암석의 성분을 분석하고 채취하기도 하지요. 기본적으로 몸체에 전자제어장치와 소프트웨어, 통신, 자료저장 장치 등이 달려 있고, 태양전지판이나 원자력전지와 같은 전력원 등을 갖추고 있어요.

로버는 주로 태양전지판을 사용해 에너지를 얻어요. 하지만 햇빛이 충분하지 않을 경우에는 원자력전지를 사용해요. 화성의 경 우, 모래폭풍이 불거나 겨울이 되면 햇볕이 줄어들기 때문에 현 재 화성에 있는 로버인 큐리오시티는 원자력전지를 동력으로 사 용하고 있어요.

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PART1. 영화로 보는 화성 탐사