일본 화성 위성 포보스 탐사선 발사, 시료는 어떻게 가져오나

일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 화성의 위성 포보스에서 흙과 암석을 채취해 지구로 가져올 탐사선 ‘MMX’를 10월 20일 오전 4시 41분 다네가시마 우주센터에서 발사할 예정이다. 탐사선은 일본이 자체 개발한 H3 로켓 10호기에 실린다. 화성 위성의 시료를 지구로 가져오는 인류 최초의 임무다.

일본이 주도하는 MMX에는 미국 항공우주국(NASA), 유럽우주국(ESA), 프랑스 국립우주연구센터(CNES), 독일항공우주센터(DLR)가 참여한다. 약 5년간 화성의 두 위성 포보스와 데이모스의 기원을 밝히는 것이 주요 목표다.

두 위성이 화성에 큰 천체가 충돌해 생긴 파편으로 만들어졌는지, 외부에서 온 소행성이 화성 중력에 붙잡힌 것인지를 놓고 가설이 맞서고 있다.

포보스는 가장 긴 지름이 약 27km인 작은 위성으로, 화성 가까운 궤도를 돈다. JAXA는 포보스 시료의 약 0.1%가 화성에서 유래한 물질일 수 있다고 추정한다. 이를 분석하면 위성의 기원뿐 아니라 과거 화성의 환경과 생명체 존재 가능성을 살피는 데도 도움이 될 것으로 기대된다.

탐사선은 2027년 8월 화성 궤도에 진입한 뒤, 같은 해 9월부터 포보스 주변에서 표면 지형과 내부 구조, 중력, 광물 조성 등을 관측할 계획이다. 2029년 초에는 프랑스와 독일이 공동 개발한 로버 ‘이데픽스’를 내려보내 약 100일간 지형과 토양을 조사하고 탐사선 본체의 착륙 후보지를 고른다.

2030년에는 포보스의 서로 다른 두 지점에서 토양과 암석 시료를 합쳐 10g 이상 채취하는 것이 목표다. 첫 지점에서 시료를 얻은 뒤 다시 이륙해 두 번째 지점에 착륙한다. NASA가 개발한 장치는 고압가스로 표면의 먼지와 입자를 모으고, 일본이 개발한 장치는 지표 아래 약 2cm 깊이까지 표토를 채취한다.

포보스 중력은 지구의 약 2000분의 1이라 착륙 때 튕겨 나갈 위험이 있으며, 이를 고려해 충격 흡수장치를 단 착륙다리 네 개를 활용할 예정이다.

시료 채취 뒤에는 데이모스를 가까이 지나며 관측하고 지구로 돌아온다. 시료 캡슐은 2031년 호주에 착륙시켜 일본으로 운반할 계획이다. 이번 임무는 일본이 소행성 탐사선 하야부사와 하야부사2로 쌓은 시료 귀환 기술을 화성권으로 확장하는 시도다.