달 토양 촉매로 활용해 산소·연료 현장서 조달

달 토양 촉매로 활용해 산소·연료 현장서 조달
中 창어5호 시료서 활성 화합물 확인, '외계광합성' 전략 제시



(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 달의 토양에 물과 이산화탄소(CO₂)를 산소와 연료로 전환할 수 있는 활성 화합물이 포함된 것이 확인됐다.
이는 엄청난 비용을 들여 지구에서 가져가지 않더라도 달에서 인간이 숨 쉴 수 있는 산소와 연료 등을 만들어 쓸 수 있다는 것을 의미한다.
과학저널 출판사 '셀 프레스'(Cell Press)에 따르면 중국 난징대학 재료공학자 야오잉팡 부교수가 이끄는 연구팀은 지난 2020년 말 창어(嫦娥) 5호가 가져온 달 시료를 분석해 얻은 이런 결과를 생명공학 저널 '줄'(Joule)에 발표했다.
연구팀은 달 탐사에 필요한 자원 확보 방안의 하나로 달에 풍부한 토양과 햇빛을 이용하는 '외계 광합성' 전략을 제시했다.
달 토양에서 철과 티타늄 등이 풍부한 화합물이 확인된 만큼 이를 촉매로 활용하고 태양 빛을 에너지로 이용해 인간이 활동하는데 꼭 필요한 산소와 연료를 만든다는 것이다.
달이나 더 멀리 있는 화성 등에서 산소 등을 만들어 쓸 수 있는 기술이 없었던 것은 아니다.
미국의 화성 탐사 로버 '퍼서비어런스'호도 지난해 초 화성 대기 중의 CO₂를 이용해 산소를 뽑아낼 수 있다는 점을 입증한 바 있다. 하지만 지구에서 가져간 핵 배터리를 동력으로 활용했다는 점에서 완전한 현장 조달은 아니었다.
연구팀은 달에서 추출한 물(H₂O)을 토양과 태양 빛을 이용해 전기분해해 산소(O)를 만들고, 함께 생성된 수소(H)는 우주비행사의 날숨에서 포집한 CO₂과 결합해 메탄과 같은 탄화수소로 만들어 연료로 이용할 수 있다고 했다.
이 과정에서는 태양 빛 이외에 다른 에너지가 필요하지는 않다고 연구팀은 밝혔다.
연구팀은 달 토양의 촉매 효율이 지구에서 구할 수 있는 것보다 떨어지지만 토양을 나노구조의 고 엔트로피 물질로 녹여 촉매 효율을 높이는 방안도 연구 중이라고 밝혔다.
야오 부교수는 "로켓의 짐을 최소화하기 위해 현장자원을 활용했으며, 이런 전략은 지속 가능하고 감당할 수 있는 외계 생활환경 시나리오를 제공해 준다"면서 이를 우주에서 실제 시험해 볼 수 있는 기회를 모색하고 있다고 했다.
그는 "1600년대에 수백 척의 배가 바다로 나서면서 대항해시대가 열린 것처럼 가까운 미래에 유인 우주비행 산업이 급속하게 발전하며 '우주 시대'에 들어설 것"이라면서 "외계 세계에 대한 대규모 탐사를 진행하려면 짐을 줄이는 법을 생각해야 하는데, 이는 지구 물품에 대한 의존을 최소화하고 현지 자원을 이용하는 것을 의미한다"고 했다.


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