당신은 화성으로 떠날 수 없다

아메데오 발비 지음 | 장윤주 옮김

북인어박스 2024년 09월 01일 출간 국내도서 : 2024년 08월 09일 출간

작품소개

책소개

마치 ‘아폴로 시대’의 재림을 보는 듯하다. 1971년 아폴로 8호를 마지막으로 사라진 듯했던 달 유인 탐사가 유럽과 중국 등 신흥강국들의 계획으로 화려하게 부활하고 있다. 하지만 이제는 ‘잠시 들렀다 돌아오는’ 일회성 이벤트가 아니라, 달에 거주할 목적으로 탐사를 계획하는 점이 과거와 다르다. 스페이스X 같은 야심 찬 민간 우주 기업들은 달을 넘어 이번 세기 내에 화성에 도시를 세우겠다고 공언하고 있으며, 드라마, 영화, 다큐멘터리, 뉴스까지 모든 미디어가 이 청사진이 곧 현실이 될 것처럼 포장한다. 그렇다면 정말 이 모든 광경을 우리 생애 동안 볼 수 있을까? 아니면 다음 세대에서라도 실현될 수 있는 일들일까?
『당신은 화성으로 떠날 수 없다』는 ‘우주로의 이주’라는 인류의 꿈과 그 꿈이 직면할 현실적인 한계들을 과학적 관점에서 탐구한 책이다. 이탈리아의 저명한 천체물리학자 아메데오 발비(Amedeo Balbi)는 최근의 우주 탐사 열풍이 과학적인 진보만큼이나 인간의 미래에 대한 낭만적인 꿈과 연결되어 있음을 지적하며, 이러한 꿈이 현실의 기술적, 생물학적, 그리고 윤리적 문제들과 충돌할 때 우리가 어떤 어려움에 처하게 될지 살펴본다. 다른 행성에 인간 식민지를 건설하는 것이 가능한지, 맞닥뜨려야 할 기술적 어려움은 없는지, 인간이 지구 밖 새로운 환경에 적응할 수 있는지, 그리고 무엇보다 그만한 가치가 있는 일인지 ‘우주 개발’을 둘러싼 움직임에 근본적인 현실 가능성을 탐색한다.

아울러, 우주로의 여정이 단순한 기술적 성취를 넘어서, 인류가 우주적 존재로서 자리 잡기 위해 가져야 할 조건도 함께 모색한다. 저자는 “우주 탐사는 인류의 미래에 대한 대담한 꿈을 추구하는 과정이지만, 이 꿈을 실현하기 위해서는 지구에서 얻은 교훈을 적용하고, 우주의 엄격한 질서에 적응하는 방법을 찾아야 한다”고 지적하며, 우주 탐사의 미래에 대한 더욱 책임감 있는 접근을 강조한다. 오늘날 진행되고 있는 다양한 형태의 우주 탐사를 이해하고, 더 나아가 우리가 발 딛고 있는 ‘푸른 지구’에 대한 새로운 관점을 얻을 수 있는 책이다.

목차

─ 추천의 글 황호성(서울대학교 물리천문학부 교수)
─ 프롤로그 “이 얼마나 멋진 세상인가”

─ 제1장 지구 종말의 각본 ─ 소행성과 혜성, 그리고 화산
하늘에서 내려오는 죽음 | 지구가 소행성과 충돌할 확률 | 관측하고, 예측하라 | ‘충돌’에 대비하다 | 화산의 대폭발과 초신성 | 대가속이 의미하는 것 | “지구를 떠나야 살 수 있다”

─ 제2장 가고 싶은 곳 ─ 화성과 달, 그리고 우주 식민지
지구에서 탈출하는 법 | 우주 탐험의 짧은 역사 | 아름다운 곳, 그 정반대의 공간 | 어디로 (안) 떠나야 할까? | 가깝고 먼 거대한 황야 | 다시 달로 향하다 | ‘종이 위’의 화성 프로젝트 | 화성으로 떠나는 흔한 여행법 | 화성은 아름답다, 그러나 | 지구의 남극도 그곳에서는 천국이 된다 | 밀폐된 유리 안에서 생존하기 | 우주를 파는 상인 | 화성행 ‘편도’ 탑승권 | 테라포밍, 푸른 화성이 될 수 있을까? | 간과할 수 없는 화성 생물체 | 우리가 화성으로 떠날 수 없는 이유 | 우주의 섬, 우주 거주구 | 하늘로 가는 엘리베이터가 있다면 | 지구 저 너머

─ 제3장 태양계 너머의 세계 ─ 거주 가능한 행성과 성간 여행
‘거주 가능한 행성’이 말하는 것 | 또 하나의 지구, 지구 2.0 | 요람에서 떠나기 | 목성 밖으로, ‘중력 투석기’ | 성간 여행을 위한 현실적인 기술 | 20년 안에 프록시마에 갈 수 있을까? | 세대 우주선, 우주 방주 | 빛의 속도로 비행할 때 일어나는 일

─ 에필로그 기술은 ‘물리의 한계’를 우회할 수 없다
─ 후주

책 속으로

그렇다. 지구는 정말로 놀랍다. 그래서 마치 우리를 위해 만들어진 것처럼 느껴진다. 수천 년 동안 우리는 그렇게 믿어왔다. 그러나 훗날 과학은 진실이 그 반대편에 있다는 사실을 일깨워 줬다. 정확히 말하자면, 우리라는 종이 지구를 위해 만들어진 것이다. 우리 종도 지구에 등장한 여느 다른 종들처럼 자연선택(Natural selection)에 따라 천천히 형성됐고, 그 주어진 환경에 적응하도록 만들어졌을 뿐이다. _p. 14, ‘프롤로그: “이 얼마나 멋진 세상인가”’ 中

약 10억 년 후, 지구가 태양으로부터 받는 에너지는 지금보다 10퍼센트 증가하고, 지구 표면의 평균온도도 약 섭씨 50도에 이를 것이다. 이는 재앙적인 결과를 초래하게 될 것이다. 바다는 증발하고, 그에 따라 대기 중에 분포한 수증기가 점점 더 두꺼운 층을 형성하게 되고, 이는 다시 온도 상승을 촉진함으로써 더 많은 증발을 유발하는 등의 과정을 반복하게 될 것이다. 그 후 몇백만 년이 지나면, 지구 표면에 있는 모든 물이 대기로 증발하고, 결국 우주로 흩어지게 될 것이다. 그 시점에 이르면 지구는 메마른 황무지가 되고, 복잡한 생명체가 생존할 가능성이 거의 사라진다. 수십억 년 동안 지구를 감싸던 생물권이 더는 존재하지 않게 될 것이다. _p. 36, ‘지구 종말의 각본’ 中

그렇다 보니, 미래 인류를 위한 플랜B로서 아예 지구를 떠나자는 생각이 사람들의 마음을 사로잡는다. 그 수가 특별히 많은 건 아니지만, 예나 지금이나 이런 생각에 열정적인 사람들이 꽤 있다. 그중 가장 유명한 인사는 대중에게 널리 알려지고 사랑받았던 물리학자 스티븐 호킹(Stephen Hawking, 1942~2018)이다. 그도 리스와 마찬가지로 인류가 수 세기에 걸쳐 생존할 가능성이 거의 없다고 확신하는 한편, 기회가 있을 때마다 우리 종의 장기 생존을 위한 유일한 희망이 우주여행과 다른 행성에 대한 식민화뿐이라고 주장했다. _p. 61, ‘“지구를 떠나야 살 수 있다”’ 中

맞다. 대다수 사람들은 우리라는 존재 전체가 우주의 적대적 환경으로부터 차단된 얇은 보호막 아래에서 보호받는다는 사실을 잘 깨닫지 못한다. 우리는 공기라고 부르는 바다, 즉 대기 속에서 살고 있다. 우리가 ‘세계’라고 부르는 모든 곳은 우리가 태어나서 죽을 때까지 머무는 몇십 킬로미터 두께의 가스층일 뿐이다. 지구 표면에서는 100킬로미터 떨어진 곳으로 이동해도 실제로 아무것도 변하지 않는다. 좋은 경치를 볼 수 있거나 바다로 소풍을 가는 정도에 불과하다. 하지만 위로 100킬로미터를 올라가면 적절한 보호 장비 없이는 모든 게 끝나버린다. 즉, 죽음을 맞이하게 된다. _pp. 78~79, ‘아름다운 곳, 그 정반대의 공간’ 中

수성은 태양과 가까운 탓에 생명체에게 극도로 적대적일 뿐만 아니라, 로봇 탐사선으로 탐험하기조차 매우 어려운 곳이다. 에너지 측면에서 보자면, 놀랍게도 태양계를 벗어나는 것보다 수성에 도달하는 데 더 많은 에너지가 필요하다. 수성은 매우 빠르게 움직이기 때문에 어느 우주선이라도 이곳에 접근하려면 비슷한 속도로 움직여야 하고, 또 궤도에 진입하기 위해서는 엄청난 태양의 중력을 이겨내야 한다. 이 때문에, 수성은 태양계 내부 행성 중에서도 인류가 가장 드물게 방문한 행성이거니와, 지금까지 그 어떤 탐사선도 그 표면에 착륙한 적이 없다. _p. 85, ‘어디로 (안) 떠나야 할까?’ 中

달은 대기가 거의 없는 탓에 표면 온도 변화도 매우 심하다. 햇빛에 노출될 때는 섭씨 130도까지 올라가고, 그렇지 않을 때는 섭씨 -170도까지 떨어진다. 달의 하루, 즉 달의 자전주기는 지구의 기준으로 약 29일이나 걸리는데, 극심한 온도 변화뿐만 아니라 빛이 없는 긴 밤을 견뎌야 하는 것도 인간에게는 큰 곤욕이다. 그런데 이 특성은 태양광을 에너지원으로 사용할 때 비효율을 일으키기도 하지만, 결코 그늘이 지지 않는 달 극지방의 몇몇 지역에서는 매우 유용하게 활용될 수도 있다. 또한, 달은 항상 같은 면을 지구와 맞보기 때문에(‘어두운 면Dark Side of the Moon’이라고 불리기도 하는 달 뒷면은 지구에서 볼 수 없을 뿐 햇빛은 똑같이 받는다) 오직 보이는 앞면에 건설된 영구 거주지만이 우리와 직접적인 통신이 가능하다(달 뒷면과의 통신은 별도의 달 궤도 중계 위성이 필요하다). _p. 91~92, ‘가깝고도 먼 거대한 황야’ 中

《화성 프로젝트》는 적어도 종이 위에서는 현실적이었고, 그 웅장함으로 대중의 상상력을 자극하기에 충분했다. 그의 구상은 당시 인기 잡지, 텔레비전 프로그램뿐 아니라 월트 디즈니가 제작한 다큐멘터리 시리즈를 통해서도 크게 주목받았다. 아폴로 탐사 성공 이후, 폰 브라운은 자신의 명성을 활용해 1980년대에 실행을 목표로 화성 계획을 설파했다. 이후 초기 계획을 수정해 2대의 우주선에 각각 6명의 승무원을 탑승시키는 방안을 미국 정부에 제안하기도 했다. 이 제안은 닉슨 대통령에 의해 진지하게 검토됐지만, 결국 폰 브라운의 영향력에도 불구하고 우주왕복선 계획(30년간 운영되다 2011년에 종료된 재사용 가능한 우주왕복선 프로그램으로, 두 차례의 큰 재난으로 14명의 우주인이 사망한 비극도 포함된다)에 밀려 폐기됐다. _p. 100, ‘‘종이 위’의 화성 프로젝트’ 中

가장 효율적인 궤도 기동 중 하나는, 1925년 독일의 과학자 발터 호만(Walter Hohmann, 1880~1945)에 의해 개발됐다. 그는 1897년에 출판된 쿠르트 라스비츠(Kurd Lasswitz, 1848~1910) 의 공상과학 소설 《두 행성에서(Auf zwei Planeten)》를 읽고 이 개념을 떠올렸는데, 이 소설은 우연히도 화성과, 그 당시에 유행했던 지적 생명체에 관한 이야기를 다뤘다. 어쨌든, 이른바 ‘호만 전이 궤도(Hohmann transfer orbit)’는 우주선이 한 궤도에서 다른 궤도로 가는 데 최소한의 연료를 소모하며 기동하는 방법을 다룬다. 원칙적으로 이 기동에서는 두 번의 로켓 점화가 필요하다. 첫 번째 점화는 출발 궤도에서 벗어날 때 이뤄지고, 두 번째 점화는 도착 궤도에 진입할 때 이뤄진다. 궤도를 변경하는 경로에 있는 동안에는 우주선이 관성에 의해 움직이며 그 과정에서 연료를 소모하지 않는다. _p. 104, ‘화성으로 떠나는 흔한 여행법’ 中

기억해야 할 사실은 화성 탐사선의 비행 역학이 달 탐사선보다 훨씬 고난도 기술을 요한다는 점이다. 일례로, 지구와 거리가 멀어지면 실시간 통신도 점차 끊기게 되고, 양방향 전자기 신호 지연도 증가한다. 지구와 화성이 가장 가까이 있을 때 빛은 약 4분이 걸리지만, 가장 멀리 있을 때는 약 24분이 걸린다. 따라서 돌발 상황이 발생했을 때 우주인들은 사실상 지구 내 기술진의 도움을 받을 수 없다. 또한, 지구 저궤도를 떠나기 위해 점화된 후 우주선은 고속으로 가속하기 때문에, 문제가 발생해도 수정 기동을 수행하기 어렵다. 이런 상황에서라면 경로를 되돌리기 매우 어렵다. 만약 화성행 우주선에서 아폴로 13호의 사고와 비슷한 일이 일어나기라도 한다면 훨씬 더 비극적인 상황에 맞닥뜨리게 될 것이다. _p. 108, ‘화성으로 떠나는 흔한 여행’ 中

지난 수십 년간 로봇 탐사차가 촬영한 화려한 화성의 풍경은, 얼핏 보면 지구의 이국적인 곳들과 크게 다르지 않아 보인다. 그래서 모험을 꿈꾸는 이들에게는 배낭을 메고 선글라스를 쓴 채로 첫 우주선에 올라타고 싶은 충동을 불러일으킬 수 있다. 하지만 실제 상황은 매우 다르다. 위험하고 힘든 여정 끝에 화성에 도착한 인간은, 지구상의 그 어떤 황량하고 척박한 곳과도 비교할 수 없는 가혹한 환경에 직면하게 될 것이다. 사실상, 야외 활동을 최소화하고 대부분의 시간을 지하처럼 외부 환경과 격리된 인공 공간에서 보내야 할 것이다. _p. 114, ‘화성은 아름답다, 그러나’ 中

바이오스피어 2는 거대한 테라리움처럼 꾸며졌다. 그때까지 이뤄진 실험 중 인공 화성(혹은 외계)과 가장 비슷한 생태계였다. 하지만 안타깝게도, 문제는 시작과 거의 동시에 일어났다. 그들은 주로 채소 위주로 먹고, 가축으로부터 나오는 소량의 우유, 고기, 달걀을 통해 부족한 동물성 단백질을 보충할 계획이었다. 그러나 채소 재배와 가축 사육이 예상보다 훨씬 어려웠을 뿐 아니라, 그나마 먹을 수 있는 채소도 사탕무와 감자 정도여서 필수 열량과 영양분을 충분히 섭취할 수 없었다. 몇 달 후에는 구조물 내 산소 농도도 우려할 정도로 떨어지기 시작했다. 이산화탄소가 점차 축적되면서 8명의 참가자 모두에게 졸음, 굼뜬 움직임과 어눌한 말투 등의 고산병 증상이 나타났다. 함께 들어갔던 상당수 동물도 폐사하면서, 바퀴벌레와 개미 같은 생존력이 강한 종들이 바이오스피어 2 전체를 채워갔다. 여기에 더해, 운영과 관리를 두고 잦은 갈등이 일어나며 참가자 간 인간관계 문제도 불거졌다. _pp. 123, ‘밀폐된 유리 안에서 생존하기’ 中

머스크의 계획이 왜 이렇게 원대한지 궁금해할 수 있다. 몇 명의 사람들만 보내는 간단한 임무보다 왜 이렇게 대규모 인원을 이주시키는 복잡한 계획을 세웠을까? 이유는 간단하다. 그의 구상은 과학적이거나 공학적인 계획이 아니라 경제적 전략이기 때문이다. 실제로 그에게는 우주여행에서 겪는 문제와 화성 내 생존에 필요한 엄청난 어려움을 어떻게 해결해야 하는지에 관한 구체적인 방안이 없다. 머스크에게는 사업의 재정적 지속 가능성을 확보하는 것이 유일한 관심사다. 머스크는 화성행 탑승권 가격이 저렴해지면 더 많은 사람들이 우주선 탑승을 희망할 것이라고 예상한다. 따라서 탑승권 가격을 떨어뜨리는 데 기술적 역량을 집중하는 것이 유리하다. 즉, 스페이스X가 화성 정착지에서의 생존보다 우주선에 관심이 많은 이유다. _p. 135, ‘화성행 ‘편도’ 탑승권’ 中

이론적 측면에서, 화성을 다시 거주 가능한 행성으로 만드는 과정은 단순해 보일 수 있다. 즉, 대기에 온실가스를 공급함으로써 표면의 압력과 온도를 높이고, 토양과 극지의 얼음을 녹여 상황을 뒤바꿀 수 있다는 것이다. 그러면 (숨쉬기는 어려울지라도) 더 조밀한 대기와 풍부한 물이 만들어지게 될 것이며, 식물을 비롯한 광합성 생물체들을 도입해 산소를 내뿜게 함으로써 인간이 살 수 있는 환경을 만들 수 있다는 각본이다. 이렇게 설명하면 너무나도 쉬워 보여서, 왜 우리가 이미 태양계에 두 번째 푸른 행성을 갖고 있지 않은지 의문이 들기도 한다. _p. 143~144, ‘테라포밍, 푸른 화성이 될 수 있을까?’ 中

불확실한 미래를 예측한다는 건 어렵다. 몇 년 안에 불가능하던 일이 수백 년 후라면 가능해질 수도 있다. 하지만 어느 시점을 상상하든, 간단한 사실 하나만큼은 기억해야 한다. 현재의 화성은 지구의 대체재가 될 수 없다. 겉보기에는 그렇지 않을 수 있지만, 화성의 환경은 달만큼이나 적대적이다. 게다가 달과 비교해도 화성에 정착했을 때 얻는 이점이 거의 없다. 달은 그나마 더 쉽게 갈 수 있다. 냉정하게 말해서, (과학자와 전문가를 포함한) 사람들은 왜 지구를 떠나 화성에 가서 살아야 하는지 타당한 근거를 단 하나도 제시하지 못한다. _pp. 152~153, ‘우리가 화성으로 떠날 수 없는 이유’ 中

지구 밖으로 인류 중 일부를 이주시키려는 어떠한 가상의 계획도 엄청난 복잡성에 맞닥뜨릴 것이다. 이론적으로 존재하는 유일한 두 선택지인 달이나 화성에 정착지를 만들기 위해서는, 이들 세계의 표면에서 독립적이고 고립된 정착지를 유지할 수 있어야 할 뿐만 아니라, 대량의 물자와 인력을 안전하게 운송할 수 있어야 한다. 그렇다면, 그밖에 다른 천체에 정착하려는 계획을 완전히 포기하고, 우주 공간에 인간에게 적합한 인공 환경을 만드는 편이 낫지 않을까? 밀폐된 유리관 속에 사는 것 말고 대안이 없다면, 우리가 더 편리하게 접근할 수 있는 곳에 만드는 것이 합리적이다. 화성 위에 돔으로 밀폐된 생물권을 구축하는 것보다 지구 가까이에 거대한 우주 거주구(Space habitat, 스페이스 콜로니)를 건설하는 편이 더 나을 수 있다는 말이다. _p. 156, ‘우주의 섬, 우주 거주구’ 中

지구 밖에 인간의 또 다른 주거지를 건설하는 것은 그 자체로 적대적인 환경, 위험, 기술적 어려움을 동반할 뿐 아니라, 건설에 필요한 엄청난 비용 또한 반드시 해결해야 할 과제다. 제프 베이조스가 꿈꾸는 오닐의 방식처럼 거대 우주 거주구든 일론 머스크의 화성 도시든, 지구 밖으로 필요한 자재를 운반하고 궤도나 달, 화성 표면에서 조립하는 일은 여전히 상상하기 어렵다. 오늘날의 기술로 단 1킬로그램의 물체를 지구 대기 밖으로 옮기는 데 수만 달러의 비용이 든다는 사실을 고려하면 더욱 그렇다. _p. 166, ‘하늘로 가는 엘리베이터가 있다면’ 中

설령 태양계 내 다른 곳으로 거처를 옮길 수 있다고 하더라도, 중단기적으로 (수 세기 혹은 수천 년 내) 우리의 생존에 위협이 될 법한 자연재해들이 사라지지는 않을 것이다. 예를 들어, 소행성이나 혜성과의 충돌은 화성이나 달에서도 마찬가지로 해결되지 않은 문제로 남을 것이며, 궤도 위 우주 거주구들에도 똑같은 영향을 미칠 수 있다. 이러한 위협에 대처하는 최선은, 앞서 보았듯이 감시와 예방을 통해 최악의 상황이 발생했을 때 피해를 최소화할 해법을 마련하는 것이다. 이 모든 것은 우주 관측과 탐사에 관련된 새로운 기술과 지식을 필요로 한다. 인간의 행동에서 비롯된 위험들은 외계 식민지를 만든다고 해서 사라지거나 감소하지 않을 것이다. 오히려 그 반대일 수있다. _pp. 173~174, ‘지구 저 너머’ 中

최근 몇 년 동안, 다른 별 주위에서 잠재적으로 생명체 거주 가능 행성들이 발견됐다는 뉴스가 여러 차례 미디어를 통해 보도됐다. 이 소식은 우리 은하에만 거주 가능한 행성이 수억 개 존재할 수 있다는 놀라운 추정과 함께 전해졌다. 이런 소식을 접하면, 우주에 지구와 같은 행성이 믿을 수 없을 정도로 흔할 거로 생각할 수도 있다. 하지만 이를 적절히 평가하고 맥락을 해석하기 위해서는 천문학자들이 자주 쓰는 ‘잠재적으로 거주 가능한(potentially habitable)’이라는 표현이 무엇을 뜻하는지 파악해야 한다. _p. 180, ‘‘거주 가능한 행성’이 말하는 것’ 中

우리가 새로운 외계 행성을 발견하려는 이유는 그곳에 살기 위해서가 아니라, 그곳을 연구하고 우리가 아직 모르는 사실들, 예를 들어 생명이 어떻게 시작되는지, 우주에 퍼져 있는 생명의 분포가 어떠한지, 어떻게 지구를 더 생명이 살기 좋은 행성으로 만들어야 하는지, 또한 한 행성을 불모지로 만드는 원인이 무엇인지를 알기 위해서다. 따라서 모든 새로 발견된 거주 가능한 행성을 지구의 쌍둥이로 보는 것은 근본적으로 헛된 일이다. 거대한 규모의 자연은 생명을 잉태하게 하는 다양한 해법을 찾았을 수 있으며, 우리의 지구가 다른 행성과 어떻게 다른지 탐색함으로써 더 많은 것을 배울 것이다. _p. 194, ‘또 하나의 지구, 지구 2.0’ 中


그러나 우리라는 존재가 통제할 수 없는 질서가 존재하는 우주에 살고 있다는 사실을 기억해야 한다. 월트 디즈니(Walt Disney)의 “꿈꿀 수 있다면, 꿈을 이룰 수 있다”는 명언이 모든 것에 통하는 건 아니다. 예를 들어, 빛의 속도를 넘어설 수 없다는 것은 일시적인 기술적 한계가 아니라 현실의 질서 중 하나다. 에너지 보존 법칙처럼, 우리는 빛의 신호보다 더 빠르게 공간의 한 지점에서 다른 지점으로 이동할 수 없다. 이러한 한계는 우리 문명의 발전 단계와 전혀 무관하다. 그것은 자연의 구조 자체의 일부로서, 우리가 할 수 있는 일이라고는 정해진 한계 내에서 최대치를 얻기 위해 기발한 해결책을 찾는 것뿐이다. _p. 231, ‘에필로그: 기술은 ‘물리의 한계’를 우회할 수 없다’ 中

출판사 서평

“우리는 ‘우주 다행성 종’이 될 수 있을까?”
우주 개발을 둘러싼 과학적, 기술적, 윤리적 장벽들

“스타십은 인류를 화성으로 데려가고, 결국 인류를 다행성 종으로 이끌 것이다.” 일론 머스크는 기회가 있을 때마다 화성에 인구 100만 명 규모의 도시를 건설하겠다는 굳은 의지를 감추지 않는다. 그 방법의 하나로 재사용 가능한 우주선을 만들어 1인당 탑승권 가격을 20만 달러 이내로 낮춘다면, 화성으로 떠나려고 하는 사람들이 줄을 설 것이라고 확신한다. 그러고는 시험 비행 하나하나에 큰 의미를 부여하고, 사람들의 열광적인 지지를 이끌어낸다. 하지만 딱 여기까지다. 여러 차례 이뤄진 시험 발사에도 불구하고 지금까지 스타십은 단 한 번도 궤도 밖으로 벗어난 적이 없다. 스페이스X는 2030년까지 화성에 유인 우주선을 보내겠다고 공언했으나, 적어도 100명이 탈 수 있는 유인 우주선이 그때까지 완벽히 만들어질지 의문이다.
문제는 여기서 그치지 않는다. ‘완벽한’ 스타십이 완성된다고 해도 달보다 100배나 먼 화성까지 인간을 안전하게 보내는 일은 그보다 더 어려운 일이고, 더욱이 그들이 화성에 도착한다고 하더라도 목숨을 부지하는 일은 그보다 훨씬 더 어렵다. 그런데 왜 일론 머스크는 이토록 불가능해 보이는 원대한 꿈을 꿀까? 과연 그의 말처럼 우리는 생애 내에 화성에 갈 수 있을까? 더 나아가 화성에 도시를 세우는 일이 가능하기는 할까?
이탈리아의 저명한 천체물리학자이자 로마 토르 베르가타 대학교 물리학과 교수 아메데오 발비(Amedeo Balbi)는 몇몇 우주 사업가들이 우주 진출에 대한 사람들의 낭만적인 꿈을 이용해 단지 경제적 이윤 추구에 몰두하고 있다고 비판한다. 『당신은 화성으로 떠날 수 없다』에서 저자는 일론 머스크와 제프 베이조스와 같은 우주 사업가들이 추진하는 행성 식민화가 극복하기 어려운 다양한 물리적 조건에 의해 난관에 봉착해 있으며, 이들의 계획이 처한 과학적, 기술적, 윤리적 장벽을 천체물리학자의 관점에서 조명한다.
그는 “현재의 기술로는 외계 행성에서의 인간 생존이 현실적으로 가능한지에 대해 근본적인 질문을 던져야 한다”고 지적하며, 과학의 진보로도 절대 넘을 수 없는 장벽이 존재한다고 주장한다. 이를테면, 에너지 측면에서 빛의 속도에 도달할 수 없고, 무거운 질량의 물질이 중력의 속박에서 벗어날 획기적인 수단이 없으며, 결정적으로 수십억 년에 걸쳐 누적된 지구 생물권을 그대로 가져가 옮기는 것이 사실상 불가능하다는 사실을 지적한다.
그렇다면 지구 밖으로 나가려는 인류의 모든 꿈을 포기해야 할까? 사업가들의 원대한 꿈은 그렇다 치더라도 역사상 가장 위대한 과학자로 평가되는 스티븐 호킹이 생전에 언급했던 “우리 종의 장기적인 생존의 유일한 희망은 지구에 머물지 않고, 우주 공간으로 퍼져 나가는 것이다”라는 발언도 허언 정도로 취급해야 할까?


“화성 테라포밍과 지구 온난화 해결, 어떤 일이 더 쉬울까?”
당신이 지구를 떠나 화성에서 살 수 없는 이유


우주 탐사와 화성 식민화의 가장 큰 어려움은 뭘까? 이에 대해 아메데오 발비 교수는 풀기 어려운 두 가지 기술적인 문제가 있다고 지적한다.
우선, 우주선은 지구 대기권을 벗어나는 데에만 엄청난 열량을 소진함으로써 정작 먼 거리를 이동할 때, 이를테면 지구에서 화성까지 로켓을 계속 켜놓고 직선거리로 비행할 수 없다. 그럴 수 있다면 여행 시간을 크게 줄일 수 있겠지만, 넉넉한 양의 추진제를 가지고 가는 것이 사실상 불가능하다. 따라서 우주선은 행성 간의 중력을 활용한 궤도 비행을 해야 하는데, 화성까지 가는 데만 무려 9개월이 걸린다. 그 기간 승무원과 여행객의 안전을 담보할 기술이 전혀 없다(달과 화성은 근본적으로 다르다). 식량과 물자 무게도 비현실적으로 늘어나겠지만, 그 문제 외에도 태양에서 쏟아지는 방사선을 비롯한 해로운 전자기파를 차단하는 기술이 현재로서는 없다. 우주선 벽 두께를 늘리는 방법이 있지만, 필연적으로 우주선의 질량 증가를 가져와 엄청난 비효율성을 가져올 것이다. 더군다나 9개월 동안 무중력으로 밀폐된 공간에서 생활해야 한다는 건 목숨을 걸어야 할 만큼의 모험이다.
두 번째로는 숱한 어려움을 뚫고 화성에 안전하게 도착했다고 가정했을 때 생겨나는 문제다. 화성 체류자들이 호흡할 산소와 먹을 수 있는 물과 식량을 넉넉히 확보할 수 있을까? 지구와 화성 간에는 일정 시간에만 길이 열리는 ‘발사 창(Launch window)’ 때만 드나들 수 있는데, 화성에 한 번 도착하면 적어도 1, 2년 동안은 냉혹한 환경에서 보내야 한다. 지구로부터 수시로 산소와 물자를 공급받는 국제우주정거장과 달리 사실상 고립된 화성 정착지는 엄청난 양의 먹을거리와 물, 공기를 현지에서 수급해야 함에도 사실상 해법이 없다. 전기분해, 수경재배 등 이런저런 개념들이 제안되고는 있지만, 현실화 가능성이 매우 낮다.
혹자는 기술 진보로 이 모든 문제를 극복할 수 있을 거라고 말한다. 저자 또한 조금씩 나아질 것이라는 사실 자체는 부정하지 않는다. 언젠가 아폴로 탐사 때처럼 ‘잠시’ 다녀오는 일이 불가능하지는 않을 거라고 말한다. 그러나 화성 식민화는 물론 장기적인 체류는 불가능할 것이라고 못을 박는다. 인간에게 필수적인 지구의 환경 일부를 통째로 옮길 수 없는 한, 극도의 추위와 함께 지구보다 100배 많은 방사선이 내리쬐는 화성 환경을 인간이 버텨낼 수 없을 거라는 것이다. 화성의 기후를 지구처럼 만들겠다는 테라포밍에 관한 개념에 대해서도 물리적 불가능성을 조목조목 비판한다. 그러고는 이렇게 일축한다. “만약 화성을 테라포밍할 기술이 있다면, 지구 온난화를 먼저 해결하는 게 훨씬 더 쉽지 않을까?”


“왜 우리는 지구를 떠나야 하는가? 도대체 왜?”
생명체, 우주여행, 행성 식민지를 둘러싼 과학의 유감
행성 식민화 담론은 궁극적으로 지구에서 인류의 거주가 불가능해질 거라는 전제에서 출발한다. 태양이 부풀어 오르는 10억 년 후라면, 지구 표면의 평균온도가 섭씨 50도에 이를 것이며 우리는 지구에서 사라질 것이다. 그전에 소행성, 혜성과의 충돌이든, 거대한 화산 폭발이든 과거 대멸종을 일으켰던 인류 멸망의 각본이 충분히 일어날 수 있다. 그러나 오늘날은 자원 소멸, 빈곤, 지구 온난화 문제 등 우리 스스로 일으킨 문제로 인해 우리의 종말이 앞당겨질 위기에 처해 있다. 그렇다 보니 그 대안으로 지구를 떠나 달이든 화성이든 새로운 행성 위에 인류의 주거지를 마련해야 한다는 것이 행성 식민화론자들의 생각이다. 그런 그들의 생각에 아메데오 발비 교수는 의문을 제기한다. “도대체 왜, 지구를 떠나 심지어 남극보다 살기 어려운 화성에서 굳이 살아야 하는가?”
그는 화성뿐 아니라 달, 수성, 금성, 심지어 태양계 밖 인류의 거주 가능성이 조금이라도 있는 외계 행성에 이르기까지 다양한 행성에서의 생존 조건이 얼마나 고난도 기술을 필요로 하는지 다양한 사례를 통해 분석한다. 그러고는 역설적인 결론에 도달한다. “그 수준의 기술에 도달한다면 지구 온난화, 자원 소멸, 식량 부족 등 전 지구적 어려움을 풀어내는 데 전혀 어려움이 없을 것이다.”
아닌 게 아니라, 우주 개발론자들이 주장하는 우주 식민지에 필요한 기술들이 지구에서 쓰인다면, 단지 화성의 거주민 100만 명이 아니라 수십억 인류(더 나아가 지구 생명체까지)가 더 많이 행복해질 거라는 확신이 생겨날 법하다. 행성에 대기를 되살리는 테라포밍, 우주의 인공 거주지 우주 거주구(Space colony), 중력적 한계를 극복하는 우주 엘리베이터(Space elevator), 성간 여행을 가능케 하는 핵융합 우주선처럼 무한한 상상력이 만들어낸 우주여행의 수단들이 실현된다면 지구 온난화 문제는 너무도 사소한 일이 된다.
그렇다고 저자가 우주 개발과 우주 탐사 전체를 회의적으로 보는 것은 아니다. 지구상에 복잡한 문제가 가득함에도 불구하고 우주 밖 세상에 대해 꾸준한 관심과 투자가 이어져야 한다고 지적한다. 우주를 관측하고 개발하는 과정에서 얻은 기술과 교훈을 생각하면 너무도 당연하지 않은가. 다만 그는 오늘날의 우주 탐사 방식이 과거 아폴로 탐사 이후의 단절처럼 경제적 정치적 이해관계에 따라 지속 불가능한 방식으로 진행되고 있다는 점을 경계한다. 불가능한 것을 가능한 것처럼 포장하는 것이야말로 우주 탐사에 장기적으로 독으로 작용할 거라는 게 그의 생각이다.
이 책은 우주 탐사를 둘러싼 다양한 과학적 아이디어뿐 아니라, 우주 탐사의 실질적인 구현에 필요한 실질적인 도전과 과제들을 직시하도록 하고, 독자들에게 우주와 지구 사이의 복잡한 관계를 이해하는 데 흥미와 시사점을 제공한다. 2023년 이탈리아 갈릴레오상 선정위원회가 이 책을 과학 저작물 대상작으로 선정하며 밝힌 것처럼 “아메데오 발비의 통찰력 있는 분석은 우주 탐사가 단순히 새로운 기술의 개발이나 경제적 이익을 넘어서 인류가 우주적 존재로서 자신의 역할을 어떻게 수행해야 하는지에 대한 근본적인 질문이 담겨 있다.” 우주 탐사에 관한 낙관적인 전망과 신중한 현실 감각 사이에서 균형을 잡으며, 우주의 미래에 대한 색다른 성찰과 함께 과학적 이해를 높일 수 있을 것이다.

**이어서

“이 책은 천체물리학적 전문성과 과학적 소통 능력을 바탕으로 인류의 미래와 지구 밖 우주의 삶에 대한 심오한 철학적 질문을 통합해냄으로써 과학에 크게 공헌했다. 다른 행성을 식민화하는 과학적 측면뿐 아니라, 그러한 탐사가 지구를 더 잘 이해하는 데 어떤 의미가 있는지에 대한 심오한 함의를 탐구한 점이 높이 평가할 만하다.”
━ 2023 갈릴레오상(Premio Galileo 2023) 과학 저작물 대상 선정 이유 중에서

“과학적 통찰과 함께, 인간이 우주적 존재로서 자신의 역할을 어떻게 수행해야 하는지에 대한 근본적인 질문을 던진다. 아메데오 발비는 이 과정에서 독자들에게 지구 및 우주 탐사의 복잡한 문제를 더 깊이 이해하고, 미래에 대한 색다른 성찰을 제공한다. 매우 흥미로운 책이다.”
━ 『라 레푸블리카(La Repubblica)』

“천체물리학자로서 명망 높은 저자는 공상과학을 통해 보이는 우주가 매력적으로 보일 수 있지만, 우리가 매일 보는 것보다 더 귀중할 수 없다는 사실을 상기시킨다. 그는 이 책에서 지구와 유사한 다른 행성이 있을 수 있는지, 이 행성들이 진짜 인류를 구할 비상구인지 흥미롭게 탐구한다.”
━『코리에레 델라 세라(Corriere della Sera)』

“ 저자는 이 책에서 우주 식민지화의 현실 가능성을 탐구하면서, 우리가 당면한 환경 문제에 대한 해결책을 찾는 것이 더 시급하다고 지적한다. 그는 현재의 기술로는 프록시마 b와 같은 가장 가까운 행성에 도달하는 것이 불가능하다고 말하며, 우리가 지구를 떠나 새로운 행성으로 이주하는 것은 현실적이지 않다고 결론짓는다.”
━ 『라 스탐파(La Stampa)』

작가정보

저자(글) 아메데오 발비

Amedeo Balbi
이탈리아의 저명한 천체물리학자. 로마 토르 베르가타 대학교 물리학과에서 천문학 및 천체물리학 교수로 재직 중이다. 초기 우주의 물리학, 암흑 물질과 암흑 에너지 문제, 우주에서의 생명체 탐색을 포함한 우주를 둘러싼 광범위한 주제가 그의 주된 연구 대상으로, 집필한 과학 논문만도 100편이 넘는다. 특히, 우주론 계수들의 값을 세계 최초로 정확히 측정하고, 우주의 기하학적 구조를 규명하는 데 큰 공헌을 했다. 국제천문연맹, 기초 질문연구소(FQXi), 국제우주학회 SETI 상임위원회, 이탈리아 천체생물학회 과학평의회의 정회원이기도 하다.
과학의 대중화 활동도 활발하다. 다양한 교양 과학 TV 프로그램의 고정 패널로 출연하는 한편, 《사이언티픽 아메리칸 (Scientific American)》, 《라 레푸블리카(la Repubblica)》, 《라 스탐파 (La Stampa)》 등 과학지와 종합 일간지를 넘나들며 대중을 위한 글쓰기를 이어가고 있다. 또 와이어드 넥스트 페스트(Wired Next Fest), 토리노 도서전, 테드×로마(TED×Roma) 등 다양한 행사에서 공개 강연을 하고 있다.
지은 책으로는, 2021년 이탈리아 최고의 과학책(아시모프상 수상작)으로 선정된 《마지막 지평선(L’ultimo orizzonte)》을 비롯해, 《별 너머에 존재하는 것들(Il buio oltre le stelle)》 등 10권이 넘는 대중 과학 베스트셀러가 있다. 그중 이 책 《당신은 화성으로 떠날 수 없다(Su un altro pianeta)》는 우주여행, 생명체 탐사, 행성 식민지 등을 둘러싼 대중의 궁금증을 풀어낸 책으로, 2023년 이탈리아 최고 권위의 갈릴레오상 대상작으로 선정됐다.

번역 장윤주

대학에서 물리학을 공부하고, 로마 사피엔차 대학교(Sapienza Università di Roma) 수학과에서 대학원 과정을 마쳤다. 대학원 시절 우연히 접한 과학철학에 흥미를 느껴 번역 일을 시작하게 됐다. 남는 시간에는 책을 읽는 것 외에도 산에 오르는 것을 좋아하며, 평소 우주와 환경 문제에 관심이 많다. 현재, 더 많은 이들과 올바른 과학 지식을 나누는 것을 목표로 작가로서 제2의 인생을 준비하고 있다.