달에 거주지 건설하면…전력은 충분, 그런데 물은? [우주로 간다]

달의 극지방에서 물이 발견되면서 달에 인간 거주지를 건설할 수 있다는 구상이 나오고 있다. 하지만 달에 물이 존재하더라도 도시 규모 인구를 장기간 유지하기에는 턱없이 부족할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 스페이스닷컴, 디지털트렌드 등 외신은 우주 분야 학술지 '프론티어스 인 스페이스 테크놀로지스'에 게재된 연구 결과를 최근 보도했다. 하버드-스미스소니언 천체물리학센터의 마틴 엘비스와 조너선 맥도웰 연구원은 달에 대규모 정착지를 건설할 경우 인간이 얼마나 지속 가능하게 거주할 수 있는지 알아보기 위해 정착지 규모에 따른 물과 전력 소비량을 계산했다. 연구 결과, 전력은 원자력 발전소 없이 해결할 수 있을 것으로 분석됐다. 달의 분화구 가장자리는 거의 항상 햇빛이 비치는 '영구 일조 지역'이기 때문이다. 연구진은 햇빛이 풍부한 지역에 수㎞ 높이 태양광 패널을 설치하면 충분한 전력을 확보할 수 있다고 분석했다. 심지어 인공지능(AI) 데이터센터를 구축하는 것도 가능할 것이라고 주장했다. 100만 명 사용 가능한 물, 100여 년 뒤 바닥 문제는 물이다. 연구진은 달 극지방 인근의 영구 음영 지역에 약 10억 톤의 물이 존재한다고 가정하고, 국제우주정거장(ISS)에서 달성한 것과 같은 98% 수준의 물 재활용률을 적용했다. 그 결과 인구 100만 명 규모 도시를 건설할 경우 약 100년 만에 물이 고갈될 것으로 추정됐다. 이는 달 정착지 건설에 상당한 걸림돌이 될 수 있다. 현재 달에 존재하는 물의 양에 대한 일부 추정치는 연구진이 가정한 10억 톤의 30분의 1 수준이다. 실제 물의 양이 이보다 적다면 100만 명 규모 도시가 물 부족에 직면하는 시점은 훨씬 앞당겨질 수 있는 셈이다. 달 거주지에 물이 필요한 것은 단순히 식수 때문 만은 아니다. 물은 산소와 수소를 얻는 데 활용할 수 있다. 수소와 산소는 우주선의 추진제로도 사용할 수 있다. 이 때문에 물은 달에서 지속적인 탐사 활동을 가능하게 하는 가장 중요한 자원 중 하나로 꼽힌다. “물 부족 해결하려면, 달에서 물 더 찾아야” 연구진은 이 정도 규모 정착지를 지속 가능하게 유지하려면 물 재활용 효율을 현재보다 크게 높이거나, 훨씬 많은 양의 물을 추가로 발견해야 한다고 분석했다. 다만 인구 1000명 규모 정착지는 현재 예상되는 물의 양만으로도 수백 년 이상 유지할 수 있을 것으로 분석됐다. 때문에 대규모 도시를 한꺼번에 건설하기보다 소규모 정착지부터 운영하면서 점진적으로 규모를 확대하는 방식이 보다 현실적일 수 있다. 물 부족 문제를 해결할 방법이 아예 없는 것은 아니다. 물 재활용 효율을 크게 높이거나 수직농업과 같은 기술을 활용해 물 사용량 자체를 줄일 수 있다. 접근 가능한 소행성에서 물을 가져오는 방법도 고려할 수 있다. 하지만 가장 유망한 방법은 달에서 더 많은 물을 찾는 것이라고 연구진은 봤다. 현재의 물 탐사 기술은 달 지표면에서 수m 아래까지 탐사하는 데 그치고 있다. 그러나 달 표면의 자갈과 암석으로 이뤄진 표토층은 일반적으로 수십m 깊이까지 이어지며, 이 가운데 차가운 층에 물이 포함돼 있을 가능성이 있다. 결국 야심 찬 인류의 달 정착 계획이 현실화되기 위해서는 더 많은 물을 확보하는 것이 첫 번째 과제가 될 전망이다.