[디지털비즈온 이호선 기자] 1972년 발사한 아폴로 17호는 당시 달에 내린 두 명의 우주인은 월면 차량으로 약 36km를 달리면서 달 표면의 암석을 채취했다. 아폴로 우주선들은 총382kg, 옛소련은 170g의 달의 표토와 암석을 가지고 귀환했다.
이를 분석한 과학자들은 헬륨-3의 존재였다. 헬륨-3를 바닷물에 풍부한 중수소와 핵융합을 시키면 엄청난 에너지가 생산되기 때문에 달의 자원 중 가장 인류의 주목을 받고 있는 물질이다.
달 표면의 ‘헬륨-3’라는 광물질이 인류의 에너지난을 해결할 대안으로 떠올랐다.
◇달에서 채취한 헬륨-3는
헬륨-3은 가볍고 안정한 헬륨의 동위 원소 중의 하나로, 두 개의 양성자와 한 개의 중성자를 갖고 있다. 헬륨-3은 양성자-양성자 연쇄 반응을 일으킬 때 생성된다.
헬륨-3은 지구의 대기 중 헬륨-4의 100만분의 1밖에 존재하지 않는다. 그렇지만 태양의 대기 중에는 0.0142%가 존재하며, 달 표면에도 지구보다 훨씬 많은 헬륨-3이 존재한다. 이 때문에 달 표면의 암석에서 헬륨-3의 채굴을 시도하는 연구가 이루어지고 있다.
◇헬륨-3 1g 열량, 석탄 40톤과 맞먹어
헬륨-3 1g의 열량은 석탄 40톤에 맞먹는다. 100만 톤 정도 묻혀 있는 달의 헬륨-3를 지구로 퍼나를 수 있다면 약 1만 년간 에너지 걱정은 없다는 과학자들의 분석이다.
주목되는 점은 달의 이런 경제적 가치를 선점하기 위해 최근 미국이 발 빠르게 움직였다는 사실이다. 미국 행정부가 이른바 ‘아르테미스 합의’ 추진을 발표한 것이다. ‘아르테미스’는 미국이 2024년을 목표로 준비하는 달 재착륙 계획의 이름이기도 하다.
아르테미스 합의의 핵심은 미국이 달에서 광물을 채취할 수 있는 법적 근거를 만들겠다는 것이다. 앞으로 수십 년 안에 건설될 것으로 보이는 미국과 협력국들의 달 기지 주변을 경쟁국 또는 다른 기업의 방해와 견제를 받지 않을 ‘안전지대’로 설정하고, 달에서 광물을 채굴할 권리를 갖겠다는 것이다.
◇헬륨-3 매장량은
미국 위스콘신대 융합기술연구소는 달 표토에 110만 톤의 헬륨-3가 있다고 추정하고 있다. 인류가 수세기에 걸쳐 사용할 에너지를 만들 수 있는 규모다.
인도우주연구기구(ISRO)의 카일라사바디부 시반 소장은 최소 250년간 쓸 수 있다고 계산했다. 러시아 측은 매장량을 247만 톤으로 추정하고 있다.
과학자들은 헬륨-3는 우주왕복선에 한번에 25~40톤의 적재 가능한데, 이는 미국이 1년 사용하는 에너지를 충분히 공급할 수 있다고 한다.
100톤이면 온난화 문제나 공해, 방사능 문제없이 전 인류가 1년간 사용할 에너지를 생산할 수 있다는 추정이다.
◇세계 달 탐사선 경쟁
지난 2월 23일(현지시간) 미국 민간 기업의 무인 달 탐사선이 달 표면 착륙에 성공하며 세계 최초로 달 착륙에 성공한 민간 기업이라는 새 역사를 썼다.
텍사스주 휴스턴에 본사를 둔 인튜이티브 머신스사는 달의 남극 근처에 무인 달 탐사선 로봇 '오디세우스'를 착륙시켰다.
한편, 제프 베조스 가 설립한 우주 벤처 기업인 블루 오리진(Blue Origin) 과 아폴로 우주비행사가 설립한 인터룬(Interlune)은 달의 천연 자원을 채굴하여 지구에 다시 판매하는 최초의 민간 기업이 탄생했다.
회사는 수요일 1,800만 달러를 모금했으며 재료를 수확하고 가져오는 기술을 개발 중이라고 공개적으로 테크크런치가 발표했다.
중국은 달 궤도 비행, 착륙, 귀환의 3단계로 이루어진 달 탐사 계획인 창어 계획을 2003년 발표했다.
이 계획에 따라 2007년 10월 24일 중국 최초의 달 탐사선인 창어 1호를 발사했고, 2013년 12월 14일에는 아시아 최초의 달 착륙선인 창어 3호가 달 표면에 성공적으로 착륙했다. 2019년 1월 3일에는 창어 4호가 세계 최초로 달 뒷면에 착륙했다.
일본은 일본 우주항공연구개발기구와 토요타 자동차가 협력하여 달 착륙선을 개발하고 2029년에 무인 탐사선을 개발하고 있다.
지난 1월 21일 일본의 달 탐사 착륙선 ‘슬림(SLIM)’은 달 적도 분화구 근처 표면에 성공적으로 착륙했다. 일본의 탐사선은 달 착륙에 성공했지만, 태양열 발전 시스템의 문제로 인해 탐사 임무를 몇 시간밖에 지속할 수 없게 되었다.
이로써 일본은 미국, 소련, 중국, 인도에 이어 달에 연착륙한 다섯 번째 나라가 됐다.
한국은 1단계로 달 궤도선을 쏘아올려 성공했다. 2030년 진행될 달 탐사 2단계에서는 달착륙선인 한국형 달 탐사선을 개발해서, KSLV-III 로켓으로 자력 발사할 계획이다.
착륙선은 태양에너지를 많이 받기 위해 6각형 형태로 설계되었고, 탐사 로봇은 몸체는 탄소 복합체, 바퀴는 알루미늄으로 만들어질 예정이다.