화성
Mars

  • 궤도 : 227,940,000 km (1.52 AU) from Sun
  • 지름 : 6,794 km (지구의 0.532배)
  • 질량 : 6.4219e23 kg (지구의 0.107배)
  • 공전 주기 : 686.98일 (=1.88년)
  • 자전 주기 : 24시간 37분 23초
  • 평균 밀도 : 3.94 g/cm3
  • 표면 중력 : 지구의 0.380배
  • 탈출 속도 : 5.0 km/sec
  • 표면 온도 : 최고 293 K (20도C) 최저 133 K (-140도C)

전쟁의 신, Maris

화성은 지구의 밖을 돌고 있는 첫 번째의 '외행성'이다. Mars라는 이름은 전쟁의 신(Maris, Greek : Ares)애서 유래했다.
화성은 태양으로부터 평균 1.52 AU 떨어져 있어서 금성 다음으로 지구와 가까워질 수 있는 행성이다. 태양과 화성 사이에 지구가 왔을 때에 가장 가까워지는 것이나, 화성의 공전궤도는 타원이기 때문에 지구의 원일점(태양에서 가장 멀 때)과 화성의 근일점(화성이 태양에 가장 가까울 때)이 일치할 때에 지구-화성 거리는 가장 가까워지는 것으로, 이것을 화성의 '대접근'이라 한다. 15-17년을 주기로 대접근이 나타난다. 탐색선을 보낼 때에는 이와 같은 대접근이 되는 시기를 택해야할 것은 물론이다.
지구에서 볼 때 화성이 태양의 건너편에 있을 때는 보이지 않지만 일정한 각도를 벗어나면 밤에 관찰 할 수 있다. 화성은 지름이 지구의 절반 정도의 행성인데, 공전주기는 686 '지구일'이고 자전주기는 지구보다 약간 긴 24시간 37분이다. 화성의 적도면과 자신의 공전면(황도면)과의 경사도는, 지구가 23.5도인데, 화성은 25도로서 비슷하기 때문에 화성상에서의 계절의 변화는 지구와 비슷할 것이다. 단 일년이 지구의 배나 되니까 한 계절의 길이도 배 정도로 길다.

대운하 논쟁

육안으로도 잘 볼 수 있는 누런 색을 띤 별로서 망원경으로 처음으로 화성을 관찰한 것은 1610년 Galileo에 의해서 였다. 그후 많은 천문학자에 의해 관찰되었는데, 어떤 사람이 화성 표면에 '줄'모양의 무늬가 보인다고 주장, 이것은 사람과 같은 지능을 가지는 동물이 판 대운하(Grand Canal)일지도 모른다고 발표해서 크게 주목을 받게 되었고 논쟁이 끊이지 않았다.
그러나 1971년 Marina 4호라는 화성 탐사선이 화성을 돌면서 촬영을 해서 지구로 보내 온 사진에 의해 화성에는 운하와 같은 것은 존재하지 않는다는 것을 알게 되어서 '운하 논쟁'은 끝이 났다.

극관

화성의 또한 가지 특징은 북극에 하얀 부분이 보이는데 그것을 극관(極冠)아라 하며, 그것은 이산화탄소(CO2)의 얼음 즉 '드라이아이스'로 되어 있다.
1975년 Viking 1, 2 호를 화성 표면에 연착륙시킨데 성공했고, 화성 표면에 관한 여러 가지 정확한 정보를 얻게 되었다. 공기가 있기는 하나 기압은 지구의 1/100에 불과한 아주 희박한 것이다. 공기의 주성분은 이산화탄소(CO2)가 95%, 수분과 산소는 아주 조금 밖에 없고, 화성의 적도에서 낮에는 온도가 26도 C, 밤중에는 -110도 C까지 내려간다.

화성의 지형

바이킹 1호의 탐사에 의하면 화성의 토양은 점토와 다량의 산화철 성분을 포함하고 있으며, 이 산화철때문에 화성이 붉게 보인다. 화성의 지형은 많은 우주 탐사선에 의해 조사되었기 때문에 태양계의 천체 중에서 달 다음으로 많은 정보를 가지고 있다.
화성의 지형적 특색은 남반구와 북반구가 비대칭적이라는 점을 들 수 있다. 아직 그 이유를 정확히 알 수는 없지만, 대부분의 화산들은 화성의 북반구에 몰려 있는 반면 대부분의 크레이터는 남반구에 몰려 있다.
화성의 적도 부근에는 낮은 북반구와 높은 남반구를 갈라 놓고 있는 것처럼 보이는 Valles Marineris라는 거대한 협곡이 있다. 이 협곡은 지구에서 판구조 운동의 결과로 홍해가 생긴 것과 같이 화산 활동에 의한 지각균열과 단층활동으로 생긴 것으로 보인다.
그럼 화성에도 지구처럼 판구조 운동 같은 것이 있었을까? 화성은 지름이 지구의 반, 질량은 1/10밖에 안 되므로 빨리 식었을 것이며, 따라서 판구조 운동이 있었다 하더라도 지각 밑의 암석권이 냉각되는 바람에 곧 중단되었을 것이다.
화성의 적도 바로 북쪽에는 지름이 2500여 km에 이르는 부푼 돔 형태의 타르시스(Tharsis)지역이 있다. 이 곳에는 거대한 순상화산이 4개나 있는데, 그 중에서 가장 큰 것은 올림푸스(Olympus)라고 불린다. 이 산은 주위 평지 보다 25 km나 솟아 있는데, 이것은 에베레스트 산의 2.5배에 해당하는 높이이다. 올림프스산이 이렇게 거대한 크기를 가지고 있는 것은 화성에 판구조 활동이 일어나지 않음을 강하게 시사한다. 올림프스산의 기반은 지름 600여 km에 이르며, 꼭대기에 있는 칼데라는 제주도보다도 더 크다.
화성의 화산들의 크기가 이렇게 큰 이유는, 각각의 화산이 하나의 열점을 통하여 맨틀의 용암을 수백만년간 계속 분출하였기 때문이다. 지구의 경우에는 맨틀의 대류와 판구조 운동으로 지구 내부의 열을 밖으로 방출하지만, 금성과 화성의 경우에는 이러한 열점을 통하여 열을 방출한다. 화성에는 판구조 활동이 없기 때문에 많은 화산군을 이루는 대신에 독립적인 거대한 화산들을 형성한 것이다.
그런데 마리너 9호와 바이킹호에 의해 발견, 확인된 화성의 지형 중에서 흐르는 물에 의해 깎인 것으로 보이는 구불구불한 '하상지형'이 있다. 화성은 대기압이 낮기 때문에 물이 존재하더라도 금방 증발할텐데, 이런 화성에 비가 왔을리는 없고, 그럼 어떻게 이런 지형이 만들어 졌을까?
화성의 경우, 지구의 툰투라 지역처럼 표토 아래 얼음층이 있을 것으로 예상이 된다. 그래서 화산 활동에 의해 표토 밑의 얼음층이 녹으면서 일시적으로 하천이 흐르지 않았나 생각이 된다.

붉은 화성

화성에는 다른 지구형 행성들과는 대조적으로 화성의 핵에는 철 성분이 적게 포함되어 있다. 핏빛 별로 보일 정도로 표면에 산화철이 풍부한데, 정작 핵에는 철이 부족하다. 지각에 철 성분이 많은데도 불구하고 화성의 밀도(3.9 g/cm3)는 수성, 금성, 지구에 비하면 훨씬 낮다. 따라서 전체적으로 철이나 마그네슘 성분이 부족하다는 이야기가 된다. 결국 철이 핵 쪽으로 모이지 못하고 표면 부근에 흩어져서 붉게 보인다. 그런데 왜 이렇게 핵에 철이 부족한지는 아직까지 수수께끼이다.
화성 자기장은 지구 자기장의 0.004배로 태양풍도 막아 낼 수 없을 정도로 약하다. 화성이 지구와 비슷한 속도로 자전을 하는데, 이렇게 자기장이 약한 것은 핵에 철이 풍부하지 못하거나, 철핵이 있는데 액체 상태가 아니기 때문으로 생각이 된다.

화성의 위성

화성에는 2개의 위성이 있다. 이 위성들은 미국의 에이사프홀에 의하여 처음 발견되었으며, 전쟁의 신 마르스(Mars)의 아들들의 이름을 따서, 포보스(Phobos), 데이모스(Deimos)라고 이름이 붙여졌다.
안쪽에 있는 포보스는 크기가 27x21x19 km로, 바깥쪽에 있는 데이모스(15x12x11 km)보다 약간 더 크다. 크기를 3개의 지름으로 나타낸 것은 이들이 길쭉하고 울퉁불퉁한 럭비공과 감자처럼 생겼기 때문이다.
포보스는 화성에서 약 6000 km 떨어진 궤도에서 7시간 39분만에 화성 주위를 한 바퀴 돌며, 데이모스는 약 20,000 km 떨어진 지점에서 화성의 주위를 30시간 20분만에 한 바퀴 돈다. 포보스의 공전 주기가 화성의 자전 주기보다 더 빠르기 때문에 화성에서 보면 서쪽에서 떠서 동쪽으로 지게 되며, 데이모스의 공전 주기는 화성의 자전 주기보다 느리기 때문에 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지게 된다.
그런데 화성의 위성들은 크기나 모양으로 보아서 위성이라고 하기보다는 소행성을 닮았다. 그래서 태양계 생성 무렵에 소행성이 화성의 궤도에 붙잡힌 것이 아닌가 생각되어지고 있다.

Life on Mars?

1996년 8월 6일, David McKay는 남극에서 발견된 운석에서 최초의 화성 생명체 증거를 발견했다고 발표했다. 그는 미네랄 물질을 찾아 내었고 이런 것들을 증거로 해서 고대 Martian microorganisms의 존재를 주장하게 된 것이다.
이것은 화성 생명체 논쟁의 중요한 최초의 증거이다. 그러나 이 운석이 정말 화성에서 왔는지는 확실히 밝혀지지 않고 있으며 생명체로 발전했다는 증거는 없다.

Mars Pathfinder, 새로운 탐색!

7개월동안 1억 9천 1백만km를 날아가 정확히 화성에 착륙한 패스파인더(Pathfinder). 96년 12월 4일에 발사되어 지구-화성 간의 최단거리인 '호먼궤도'를 초속 32.75km/s 로 날아가 97년 7월 4일 무사히 화성에 착륙하였다. 패스파인더는 지상관측소와 무게 10kg, 높이 28cm, 길이 63cm의 소형로봇자동차 소저너(Sojourner)로 구성돼 있다.
패스파인더의 화성 착륙지점 아레스 밸리스 평원은 화성의 생명체 존재 여부 확인이란 임무에 맞게 과학적인 연구 결과 선택됐다. 아레스 밸리스는 가로 160km, 세로 97km로 광활할 뿐만 아니라 상대적으로 평탄한 고대 범람평원으로 화성의 고지대에서 물에 의해 흘러 들어온 신기한 암석들로 뒤덮여 있는 것으로 추정되는 지역이다.
화성에서의 활동은 생명체 탐색, 기초조사, 대홍수 발생 여부 등을 조사하여 지구로 전송할 예정이다. 현재 패스파인더가 화성에서 보내오는 자료는 인터넷(http://mars.shinbiro.com)으로 생중계되고있다.

News from Mars

[NASA] 화성 내부 지구와 비슷
화성의 내부구조가 지구와 비슷하다는 증거가 사상 처음 확보됨으로써 화성 생명존재설이 다시 강력히 부각되고 있다. 미항공우주국(NASA)은 8일 무인 화성탐사선 패스파인더가 보내온 신호 분석결과 화성의 내부구조가 지구처럼 지각, 맨틀층, 중심핵 등으로 구성됐을 수도 있다는 강력한 증거를 확보, 화성에 한때 물이 있었으며 생명체가 존재했을 가능성이 매우 높아졌다고 밝혔다.
NASA의 화성탐사관련 과학자들은 화성이 자전하는 가운데 패스파인 더가 보내온 무선신호의 변화를 측정, 화성이 단순히 단단한 원형 바위가 아니라는 첫 증거를 얻었다고 말했다. 화성이 단순히 고체 덩어리가 아니라 분명한 층을 형성하고 있다고 하는것은 층 형성에 충분한 열을 가지고 있다는 것을 의미, 화성이 지구 와 같이 한때 생명체 진화에 충분할 정도로 따뜻하고 물기가 있었다는 이 론에 무게를 더해주고 있다고 이들은 평가했다.
한편 기술적 문제로 지난달 27일 이후 패스파인더로부터의 신호를 잡지 못하다 7일 교신에 성공, 패스파인더가 아직 지상 관제소의 명령에 따르고 있다고 NASA는 8일 밝혔다.

Other Pictures
[Valles Marineris. 121K] [Local Storm. 30K]
Other Resources
[Pathfinder Images from Mars]