달 표면에 있는 물을 발견한 NASA

지난 27일 미 항공우주국(NASA)이 최초로 햇빛이 비치는 달표면 지역에서 물 분자의 존재를 포착했다고 밝혔다.

달에 물이 있다는 사실은 예전부터 알고 왔지만 그것은 햇빛이 들지 않는 달의 차가운 표면에만 얼음으로 존재한다고 생각되어 왔었다. 그리고 달의 표면에서 물을 이루는 수소의 존재가 관측되긴 했지만 정밀도의 한계로 물과 비슷한 화학구조를 가진 수산기 (OH)와 분간을 할 수 없었다.

이번 발견에 가장 큰 기여를 한 NASA의 성층권적외선천문대 SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)는 보잉 747 항공기를 개조해 만든 공중 적외선 망원경이다. SOFIA는 상공 4만5천피트 (약 13.7 km)에서 비행하기에 지구 대기의 수증기 99%를 피해 보다 명확한 우주의 적외선을 관찰할 수 있다.

적외선은 눈에 보이는 가시광선보다 파장이 길고 전파보다 파장이 짧은 700nm에서 1mm 범위 파장을 가지는 전자기파이다. 적외선은 파장이 길고 에너지가 낮아서 자외선처럼 화학적 또는 생물학적 반응을 일으키기보다는 열로 전달된다. 지구 대기에 있는 수증기와 탄산가스 분자가 외계에서 오는 적외선을 흡수하기 때문에 반도체를 이용한 고감도 적외선검출기가 1960년대에 개발되고 나서야 적외선을 이용해 우주를 탐구하는 적외선 천문학(Infrared Astronomy)이 발달할 수 있었다.

별과 별 사이에는 가시광선을 흡수하는 성간티끌이라는 고체입자가 존재하는데 적외선은 파장이 긴 덕분에 성간티끌에 영향을 거의 받지 않기에 가시광선으로만으로는 할 수 없는 연구나 탐구를 적외선을 통해 할수 있다.

SOFIA의 적외선 망원경인 FORCAST (Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope)는 물의 고유 파장 (6 마이크론, 6000 nm)을 감지하여 물의 존재를 확인할 수 있었다. 이번 물이 발견된 지역에는 대략 1 제곱 미터당 12 ounce (약 350 ml)의 물이 존재한다고 밝혀졌다.

나사는 2030년대 화성 탐사를 준비하기 위해 2024년 달에 남녀 우주인 2명을 보내는 아르테미스 프로젝트를 추진하고 있으며 이번 달에서 발견된 물은 미래의 미션에 쓰일 식수나 물을 수소로 분해하여 로켓 연료로 사용할 수 있는 우주기지설립에서 중요한 자원의 기반이 될 것이다.