이번 발표를 보면 궁금증이 하나 더 생긴다. 아폴로 17호가 달에 마지막으로 착륙한 것은 1972년 12월이다. 거의 45년이나 지난 지금에서 이런 연구 결과가 나온 이유는 무엇일까. 아폴로 우주선이 수집한 달의 토양에 물이 있다는 분석 결과는 2011년쯤에나 발표되기 시작했다. 샘플에 포함된 토양 속 미량의 물에 접근하는 최첨단 기술을 개발하는 데 39년이라는 시간이 필요했던 것이다. 하지만 당시에 이 발표는 큰 주의를 끌지 못했다. 아주 작은 샘플에 대한 조사였기 때문이다. 이번 연구 결과는 아폴로 15호와 17호의 여러 샘플에 대해 진행한 것이다. 물을 포함하고 있는 화산 토양이 달 전체에 걸쳐 넓게 분포하고 있으며, 화산 활동이 달 표면에 물을 전달하는 중요한 경로였다는 것이 밝혀진 것이다.
달에 물이 존재한다는 직접적인 증거를 최초로 찾아낸 것은 2008년 인도의 찬드라얀 1호 탐사선이었다. 찬드리얀 1호는 달 표면에 탐사장비를 충돌시켰고, 이때 피어오른 먼지와 가스 속에서 물의 흔적을 발견했다. 2009년에는 나사에서 달의 남극에 우주선을 충돌시켰고, 이때 달 극지 토양에 3~8% 정도의 수분이 포함돼 있다는 것이 밝혀졌다. 충돌지점을 기준으로 반경 5㎞ 이내의 1m 두께 토양에 수십억 리터의 물이 있다는 것이다. 컴퓨터 시뮬레이션으로 알려진 달 극지방에 햇빛이 닿지 않는 지역이 1만4000㎢ 정도이기 때문에 엄청난 양의 얼음이 그곳에 존재할 수 있다. 아직 달의 극지방에 존재하는 물의 기원에 대해 정확히 알려진 바가 없다. 지구처럼 물을 많이 가진 소행성이나 혜성이 충돌해 극지방에 물을 남겼을 것이라는 것이 가장 잘 알려진 학설이었다. 하지만 극지방의 물이 37억 년 전 달의 화산 활동에 의해 지상으로 분출된 것일 수도 있다.
물의 기원에 대한 사실이 밝혀지면 달의 기원에 대해서도 다시 연구돼야 할 것이다. 지금까지 알려진 달의 기원은 화성 정도 되는 천체가 지구와 충돌하고, 그 충돌로 부서져 나간 지구의 지각과 맨틀 일부가 다시 모여 달을 만들었다는 것이다. 만약 이 대충돌설이 맞는다면 당시에 충돌의 충격으로 인한 엄청난 온도에서 어떻게 달 내부에 많은 물이 만들어졌는지는 이해되지 않는다. 물론 달이 완전히 굳기 전에 거대한 혜성과 소행성이 충돌해 내부에 물을 남겼을 수도 있다.
미래에 달 기지를 만들고 인류가 그곳에 살기 위해서는 물을 얻는 것이 가장 중요한 일이다. 지금까지 밝혀진 바로는 극지 크레이터뿐 아니라 많은 지역에 물이 분포하고 있다. 달에서 물을 얻는 방법을 먼저 연구하는 국가가 달 개발의 우선권을 가질 수 있다. 2020년대엔 우리나라도 달에 우주선을 보낸다. 달에 가는 것도 중요하지만 이제는 우리가 달에서 무엇을 얻고, 무엇을 해야 할 것인지에 대한 구체적인 계획을 세워야 할 때이다.
이태형 한국우주환경과학연구소장