화성의 지질과 지형 그리고 무인탐사선

 

화성의 지질과 지형

궤도선 관측과 화성 운석 분석 결과에 따르면, 화성의 표면은 주로 현무암으로 이루어져 있습니다. 일부 지역은 지구의 안산암과 비슷한 이산화규소 함량이 높은 것으로 나타났으나, 이러한 관측 결과는 규산염과 같은 유리의 존재로도 설명될 수 있어 결정적인 증거는 아닙니다. 대부분의 표면은 산화철 먼지로 덮여 있습니다. 화성 표면에서는 일시적으로라도 물이 존재했음을 결정적인 증거로 볼 수 있습니다. 화성 표면에서 발견된 암염이나 침철석과 같은 광물은 일반적으로 물이 존재할 때 생성되는 것으로 알려져 있습니다.

화성 자체는 자기장이 없지만, 과거에 행성 표면 일부에서는 자화 된 적이 있음이 관측을 통해 확인되었습니다. 화성에서 발견된 자화의 흔적은 지구의 해양지각에서 발견되는 교대하는 띠 모양의 자기장과 비교되었습니다. 1999년에 발표된 이론은 2005년에 마스 글로벌 서베이어로부터의 관측 결과를 통해 재검토되었으며, 이론에 따르면 이러한 자기장 띠들은 과거 화성의 지각 구조 활동의 증거일 수 있습니다. 또한 극 이동 현상으로도 화성에서 발견된 자기장을 설명할 수 있었습니다. 화성의 내부는 지구와 비슷하게 밀도가 낮은 물질로 중심부가 형성되었습니다. 현재 내부 모델은 반지름이 약 1,794 ± 65km인 코어로 구성되며, 유황 16-17%의 철과 니켈로 이루어져 있습니다. 이 황화철 핵은 지구의 핵보다 가벼운 원소가 두 배 더 풍부하다고 추측됩니다. 중심부는 규산염 맨틀로 둘러싸여 있으며, 많은 지각과 화산 형상을 형성했지만 현재는 휴면 상태로 보입니다. 화성 지각에서 가장 풍부한 원소는 실리콘, 산소, 철, 마그네슘, 알루미늄, 칼슘, 칼륨입니다. 화성 지각의 평균 두께는 약 50km이며, 최대 두께는 125km입니다. 화성의 지형은 북반구와 남반구에서 큰 차이가 있습니다. 북쪽은 용암 층이 흘러내림으로 인해 평평하며, 남쪽은 과거 충격으로 인해 구멍이 파이고 분화구가 형성되었습니다. 화성의 표면은 먼지와 산화철이 섞인 모래로 뒤덮여 있으며, 어두운 부분은 바다로 여겨졌습니다. 화성에서 가장 큰 분화구는 헬라스 분지로 알려져 있습니다. 화성의 지형 이름은 국제 천문 연맹의 행성계 명명법 워킹 그룹이 담당하고 있습니다.

화성의 지질과 지형 그리고 무인탐사선

화성의 무인탐사선

인류는 지금까지 여러 로봇 탐사선을 화성에 보냈고, 그중 일부는 큰 성과를 거두었지만, 탐사 실패율은 매우 높았습니다. 실패한 경우 중 일부는 명백한 기술적 결함으로 인한 것이었지만, 많은 경우 연구자들은 실패의 원인을 찾을 수 없었습니다. 이러한 사례로 인해 지구-화성 "버뮤다 삼각지대"라는 농담이 나왔습니다. 화성 로봇 탐사의 역사를 이해하기 위해서는 발사 시기가 약 2년 주기로 발생한다는 점을 알아야 합니다. 1960년 소련은 두 개의 탐사선을 화성 궤도를 지나가며 발사하려고 했지만, 지구 궤도에 도달하는 데 실패했습니다.

 

1962년 소련은 세 개의 시도를 더 했지만 모두 실패했습니다. 두 개는 지구 궤도에 남아 있었고, 나머지 한 개는 화성으로 돌아오는 동안 지구와의 통신이 끊어졌습니다. 1964년에도 실패가 있었습니다. 1962년에서 1973년 사이에 NASA의 제트 추진 연구소는 내 태양계를 탐험하기 위해 10개의 매리너 우주선을 설계하고 제작했습니다. 이 우주선은 금성, 화성, 수성을 탐사하기 위해 만들어졌습니다. 매리너 우주선은 비교적 작은 로봇 탐사선으로 아틀라스 로켓에 실려 발사되었습니다. 각 우주선의 무게는 500kg를 넘지 않았습니다. 매리너 3호와 4호는 동일한 기체로, 화성을 지나가며 관찰하기 위해 설계되었습니다. 매리너 3호는 1964년 11월 5일 발사되었지만, 우주선의 뚜껑이 제대로 열리지 않아 화성에 도달하지 못했습니다. 3주 후인 1964년 11월 28일 매리너 4호는 성공적으로 발사되어 8개월의 항해를 시작했습니다. 매리너 4호는 1965년 6월 14일 화성을 지나가며 다른 행성의 가까운 사진을 최초로 찍었습니다. 그 사진들은 달 모양의 분화구들을 보여 주었습니다. 그중 일부는 서리가 덮인 추운 화성의 밤을 보여 주었습니다. NASA는 계속해서 매리너 계획을 수행했습니다. 다음 발사 시기에는 근접 비행 실험을 다시 수행했습니다. 이 비행선들은 1969년에 화성에 도달했습니다. 이에 대해서는 매리너 6호와 7호를 참조하십시오. 다음 발사 때 매리너 계획은 두 개의 비행선 중 하나를 잃는 사고를 겪었습니다. 살아남은 매리너 9호는 성공적으로 화성 궤도에 진입했습니다. 매리너 9호가 화성에 도달했을 때, 그것과 두 개의 소련 인공위성은 행성 전체에 걸쳐 먼지 폭풍이 일어나고 있는 것을 발견했습니다. 폭풍이 가라앉을 때까지 화성 표면의 사진을 찍는 것은 불가능했기 때문에, 매리너 9호는 포보스의 사진을 찍었습니다. 폭풍이 화성의 표면 사진을 찍기에 충분히 가라앉았을 때, 전송된 사진은 이전 임무의 결과보다 더 높은 품질을 가지고 있었습니다. 이 사진들은 화성에 한때 액체 형태의 물이 있었을지도 모른다는 것을 증거 하는 첫 번째 사진이었습니다. 1976년에는 두 개의 바이킹 호가 화성 궤도에 진입하여 착륙 모듈을 내려 화성 표면에 착륙했습니다. 이 임무를 통해 인류는 첫 번째 컬러 사진과 더 많은 과학적 정보를 얻을 수 있었습니다. 소련의 화성 탐사 계획에서 발사된 우주선들은 바이킹보다 몇 년 앞서 많은 착륙을 시도했습니다.

 

그러나 매리너 계획의 성공적인 결과를 얻지 못했습니다. 마스 패스파인더는 1997년 7월 4일 화성에 착륙하여, 소저너라는 매우 작은 원격 조작체를 움직여 착륙 지점 주변을 몇 미터 여행하고, 화성의 환경 조건을 탐색하고 표면의 돌을 수집했습니다. 다음 탐사는 마스 글로벌 서베이어에 의해 이루어졌습니다.