달의 모습. NASA 제공

인류가 살아가는 데 필수적인 물질인 ‘물’을 지구 외의 행성에서도 찾기 위한 탐사가 계속되고 있어요. 그런데 최근 달에서 물 수천억t(톤)을 찾을 수 있다는 연구결과가 나왔어요. 중국과학원대학교(UCAS) 등 국제 연구진은 중국 무인 달 탐사선 ‘창어 5호’가 2020년 지구로 돌아올 때 가져온 달 토양 샘플을 분석해 이런 결과를 얻었지요. 달에서 물을 얻을 수 있다면 우주 탐사에 속도가 붙을 것이라는 전망이 나왔어요.

물 뿐만이 아니에요. 최근 달 먼지를 이용해 콘크리트, 전지를 만드는 기술도 속속 개발돼 주목돼요. 달에서 ‘자급자족’(필요한 물자를 스스로 생산해 충당함)을 하는 꿈같은 일이 점차 현실이 되고 있는 것이지요.

태양 전지 패널의 재료가 달 먼지?

모조 레골리스로 만든 태양 전지의 샘플 모습. 블루오리진 제공

블루오리진에서 만든 태양 전지가 달에 설치된 모습을 표현한 가상 이미지

“달 먼지인 ‘레골리스’를 모방한 물질로 태양 전지 패널을 개발했다.”

세계의 부호(재산이 넉넉한 사람)로 꼽히는 아마존 창업자인 제프 베이조스가 세운 민간 우주기업 블루오리진이 최근 이렇게 밝혔어요. 태양 전지 패널은 태양 광선의 빛 에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치.

블루오리진은 2021년부터 레골리스를 모조(그대로 따라 만듦)한 물질로 태양 전지 패널을 만드는 연구를 지속해왔어요. 레골리스는 달을 비롯한 행성, 소행성 등의 표면에 분포하는 퍼석퍼석한 퇴적층(쌓여 만들어진 지층)으로 먼지, 암석 조각, 광물 등이 섞인 물질. 특히 달 레골리스는 1972년 아폴로 17호를 타고 달에 착륙한 우주 비행사들의 부츠 겉면을 망가뜨리게 한 것으로도 유명해요. 최근 블루오리진은 천덕꾸러기 같던 이 물질을 활용해 태양 전지 패널 시제품(시험 삼아 만든 제품)을 완성한 것.

블루오리진은 달 레골리스의 모조 물질을 만들어낸 후 이를 전기 분해(화합물에 전류를 흘려 성분을 뽑아내는 일)해 철, 실리콘, 알루미늄 등을 얻어냈어요. 이후 자체 제작 반응기에 뽑아낸 물질을 넣고, 태양 전지 패널을 만든 것.

이렇게 개발된 태양 전지 패널은 10년 이상 사용 가능할 정도로 수명이 길다는 게 블루오리진의 설명. 블루오리진은 “달에 장기간 거주하려면 풍부한 전력이 필요하다”면서 “우리가 개발한 이 태양 전지 패널은 지구에서 가져온 물질 없이 달 곳곳에 존재하는 물질로 달의 전력 시스템을 만들 수 있는 게 장점”이라고 밝혔어요.

가장 단단한 달 먼지 콘크리트

스타크리트로 만든 콘크리트. 이 콘크리트는 일반 콘크리트보다 강도가 강하다. 맨체스터대 제공

모조 달 먼지가 담긴 모습

지구 밖의 행성에 우주 기지를 만들기 위해선 콘크리트(시멘트에 모래와 자갈 등을 섞어 반죽한 혼합물)와 같은 건축 재료가 필요하지요. 하지만 이런 콘크리트를 지구에서 가져오려면 큰 비용과 많은 시간이 들어요. 이에 현지 재료로 우주 건축 재료를 개발하려는 움직임이 뜨겁죠. 이 가운데 새로운 ‘우주 콘크리트’가 개발돼 주목받아요.

영국 맨체스터대 연구진은 모조 달 먼지, 인조 화성 토양 등과 감자 전분(감자를 갈아 가라앉힌 말린 가루), 소금을 섞어 ‘스타크리트(Starcrete)’라는 콘크리트를 만들었어요. 단단한 스타크리트는 행성 현장 자원을 활용해 제작할 수 있는 것이 장점.

국제 학술지 ‘오픈 엔지니어링’에 발표한 논문에 따르면 이 물질은 일반 콘크리트보다 2배 이상의 강도(단단하게 센 정도)를 가져요. 달 먼지로 만든 스타크리트의 강도는 91 메가파스칼(MPa·강도 등을 측정하는 쓰는 단위)로, 화성 토양으로 만든 스타크리트(72MPa)보다 단단한 것으로 확인됐어요.

말린 감자 25kg으로 이런 스타크리트를 약 0.5t(톤) 생산할 수 있다고 해요. 이 정도의 스타크리트는 200개 이상의 벽돌을 만들 수 있지요.

연구진은 “보통 건축물을 짓기 위해서는 중장비(중량이 큰 기계)를 사용해야하기에 상당한 비용이 드는 것은 물론 과정 역시 복잡하다”면서 “반면 스타크리트는 가정에서 쓰는 일반 오븐이나 전자레인지에 구워서 만들 수 있어 생산 비용을 줄이고 에너지 낭비도 막는다”고 설명했어요.

인류가 살아가는 데 필수적인 물질인 ‘물’을 지구 외의 행성에서도 찾기 위한 탐사가 계속되고 있어요. 그런데 최근 달에서 물 수천억t(톤)을 찾을 수 있다는 연구결과가 나왔어요. 중국과학원대학교(UCAS) 등 국제 연구진은 중국 무인 달 탐사선 ‘창어 5호’가 2020년 지구로 돌아올 때 가져온 달 토양 샘플을 분석해 이런 결과를 얻었지요. 달에서 물을 얻을 수 있다면 우주 탐사에 속도가 붙을 것이라는 전망이 나왔어요.

물 뿐만이 아니에요. 최근 달 먼지를 이용해 콘크리트, 전지를 만드는 기술도 속속 개발돼 주목돼요. 달에서 ‘자급자족’(필요한 물자를 스스로 생산해 충당함)을 하는 꿈같은 일이 점차 현실이 되고 있는 것이지요.

▶어린이동아 권세희 기자 ksh0710@donga.com

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