[디지털비즈온 이호선 기자] NASA는 지난 9월 6일 화성 탐사선 퍼시비어런스에 탑재된 '산소 추출 장비(목시 MOXIE)‘의 임무가 완료되었다고 발표했다.

이 장치는 총 122g의 화성에서 산소를 생산했다. 이는 대략 소형견이 10시간 동안 호흡하는 양이며, 산소는 98% 순도를 유지했다.

목시(MOXIE)의 규모를 확대한다면 화성에서 수백 그루의 나무가 지속적으로 산소를 생산하는 효과를 낼 수 있을 것으로 기대된다.

NASA 관계자는 공식성명을 통해 “최초의 우주비행사가 화성에 착륙하면 그들이 숨쉬는 공기와 그들을 집으로 데려가는 로켓 추진체에 감사하기 위해 전자레인지 크기의 장치의 후손을 갖게 될 것”이라고 밝혔다.

화성에서 산소를 생산하면 두 가지 주요 이점이 있다. 미래의 우주 비행사들이 우주비행을 하기위해 머무는 동안 최대한 많은 산소 공급을 받는 것이 중요하다.

NASA 우주 기술 임무국 기술 시연 책임자인 Trust Kortes는 "이 기술을 실제 상황에서 입증함으로써 우리는 우주비행사가 화성에서 '땅에서 살아가는' 미래에 한 걸음 더 가까워졌습니다."라고 성명서에서 말했다.

◇화성에서 산소가 왜 중요한가?

화성의 대기는 이산화탄소 비율이 95-96%에 이르기 때문에, 산소를 생성할 수 있는 잠재적 자원이 풍부하다. 목시가 이 요구를 충족시키기는 더 많은 연구가 필요하지만, 앞으로 더 큰 산소 교환 장치를 개발할 기반이 될 것으로 과학자들은 전망하고 있다.

그러나 가장 중요한 것은 산소가 로켓 연료의 핵심 구성 요소라는 것이다. 나사가 우주 비행사를 화성으로 보낼 때, 그 여행은 일방 통행이 아니라 승무원이 임무를 마친 후 지구 로 다시 발사할 수 있도록 충분한 로켓 연료를 행성에 보내야 한다.

예를 들어, 4명의 우주비행사를 화성 표면에서 벗어나게 하려면 약 7톤의 로켓 연료와 25톤의 산소가 필요하다. 그리고 그것은 로켓을 지구에서 발사하는 데 필요한 산소 와 우주비행사가 호흡하는 데 필요한 산소 공급 에 더해 승무원이 화성으로 가져가야 하는 25톤의 산소가 필요하다.

◇목시(MOXIE)는 어떻게 작동하나?

간단히 말해서, 목시가 산소를 만드는 방식 또한 '나무와 같다'고 나사는 설명했다.

화성은 대기 밀도가 계절별로 두 배나 차이가 나고 기온이 100℃ 가까이 바뀌는 등 변화무쌍하지만 목시의 산소 추출 성능에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

화성의 공기는 필터를 통해 목시로 유입되고, 기계식 펌프가 이를 지구와 같은 설정으로 압축해서, 이산화탄소를 전기분해 시스템으로 전달한다. 이 과정에서 이산화탄소는 약 800°C까지 온도가 상승한다.

이러한 장애물로 목시는 열에 강한 니켈 합금 부품과 내부에 열을 가두는 경량 에어로겔 덕분에 이 온도를 견딜 수 있다.

가스는 산소와 일산화탄소로 나뉘고, 목시는 산소를 다른 곳으로 분리하며, 여기서 산소 이온은 재결합한다. 일산화탄소가 방출되면 산소만 남는다.

이번 테스트로 한 시간에 약 5.4그램의 산소가 생성되었다. 이는 한 사람이 10분 정도 호흡할 수 있는 양이다. 예비 조사 결과, 생성 가스는 거의 100% 순수 산소인 것으로 나타났다. 목시는 시간 당 약 12그램의 산소를 생산하도록 설계되었다.

MIT의 마이클 헥트(Michael Hecht) 장비 수석 연구원은 성명에서 "우리는 화성에서 어떤 것을 검증해야 하는지 결정을 내려야 한다"고 말하면서 "그 목록에는 많은 기술이 있다고 생각합니다. 목시가 1위가 되어 매우 기쁩니다." 라고 덧붙였다.