금성을 테라포밍하는 방법 (KISTI)

조만간 우리의 삶을 위해 필요할 것입니다. 지금 가장 주목받는 행성은 화성입니다. 작고,독성이 있고 에너지가 부족한 그곳은 지하 도시에 모여 있는 우울한 사람들의 식민지에 충분해 보입니다. 그러나 우리가 더 크게 생각한다면 어떨까요? 우리가 태양계에서 가장 적대적이고 치명적인 금성을 가져다가 식민지로 만들면 어떨까요? 공중에 도시를 건설하는 게 아니라 제대로 된 2의 지구를 만듦으로써? 생각보다 쉬울 겁니다.

 

금성은 태양계에서 가장 뜨거운 행성으로 표면 온도가 460°C로 납을 녹이기에 충분합니다. 이런 열기는 태양계에서 가장 극심한 온실 효과 때문입니다. 이산화탄소는 열을 잡아두는데 아주 효과적입니다. 지구의 대기의 이산화탄소가 0.03%에서 0.04%로 상승해도 현재 우리는 지구 온난화를 경험하고 있습니다. 그런데 금성의 대기는 97%가 이산화탄소입니다. 또한 기압은 지구의 93배입니다. 금성의 표면에 서있는 것은 900m 깊이에서 잠수하는 것과 같을 겁니다. 그러한 압력은 여러분을 빠르게 죽일 것입니다.

정말 끔찍한 곳입니다! 그런데 왜 우리가 관심을 가져야 할까요? 무엇보다도, 금성은 거의 지구만큼 크고 표면 중력은 90%입니다. 중력은 태양계를 식민지화할 때 큰 문제인데, 왜냐하면 중력이 낮은 곳에서 오래 있는 것이 건강에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 매우 높기 때문입니다. 금성의 크기는 그곳이 태양계에서 두 번째로 큰 서식지가 될 수 있음을 의미합니다. 수십억 명의 인간과 수조 마리의 동물을 위한 새로운 보금자리, 바다, 울창한 숲, 아름다운 푸른 하늘이 있는 곳. 잘 테라포밍된 금성은 지구 밖에서 살기에 가장 좋은 장소일 수 있습니다.

아직까지는 제대로 금성을 테라포밍할 수는 없지만 조금 더 야심찬 미래에 이 도전을 할 수 있습니다. 그 작업은 완료하는 데 몇 세대가 걸리는 거대한 도전이 되겠죠- 마치 거대한 피라미드를 건설하는 게 우리 조상에게 큰 도전이었듯이 말입니다. 하기야 완료하는 데 평생이 더 걸리는 프로젝트를 안 해보는건 인류답지 않죠.

좋아요! 한번 해봅시다!

무엇보다 먼저 금성을 식히고 엄청난 양의 대기를 구성하는 기체를 제거해야 합니다. 언급했듯이, 엄청나게 많이 있습니다. 약 46경 5천조 톤이 있죠. 어떻게 할까요? 몇 가지 옵션이 있습니다. 우리는 거대한 레이저 빔에 전력을 공급하는 거대한 태양광 발전소를 건설할 수 있습니다. 이것은 대기를 엄청나게 가열하여 우주로 날려버릴 수 있습니다. 그러면 인류의 전체 발전 용량의 수천 배가 필요하고 그럼에도 대기를 제거하는 데 수천 년이 걸릴 것입니다.

또 다른 방법은 화학 반응을 통해 다른 화합물과 이산화탄소를 결합해 대기를 제거하는 겁니다. 우리는 수성에서 칼슘이나 마그네슘 같은 원소를 채굴하고 그것을 매스 드라이버 시스템을 통해 금성에 쏘아보낼 수 있습니다. 작은 행성에서 로켓을 불필요하게 만드는 전기 레일이죠. 이 금속들은 결합하여 이산화탄소를 기본적으로 다른 탄산염으로 영원히 묶을 것입니다. 그러나 규모는 모든것을 불가능하게 만듭니다. 이런 식으로 이산화탄소를 제거하려면 수천억 톤의 재료가 필요할 것입니다. 또한 재료 낭비처럼 보이고 시간이 너무 오래 걸립니다.

실제로 효과가 있을 수도 있는 또 다른 터무니없는 아이디어는 금성을 그늘에 두는 것입니다. 말 그대로요. 대기를 얼리기 위해 태양을 가리는 거대한 거울을 만듭니다. 거울은 복잡하거나 무거울 필요가 없으며, 구조적인 지지대가 약간 있는 매우 얇은 포일일 뿐입니다. 이렇게 큰 평평한 표면을 태양에 가깝게 만들면 성능 좋은 솔라 세일이 되어 버려 제 위치에서 벗어나게 되므로 하나의 거대한 원형 물체 대신 우리의 거울은 많은 부분들로 구성될 것입니다. 기울어진 거울의 고리형 빗면은 한 거울에서 다음 거울로 햇빛을 반사할 수 있습니다. 거울의 경사는 빛이 뒤쪽으로 향할 때까지 빛을 반사하여 거울에 가해지는 힘의 균형을 맞추고 제자리에 고정시킵니다.

기반을 구축한 지 몇 년이 지나면 상황이 천천히 시작되다가 점차 확대됩니다. 처음 몇십 년 동안은 대기가 서서히 식지만 밀도가 높고 치명적인 상태를 유지합니다. 약 60년 후에 임계 온도인 섭씨 31도에 도달할 때까지요. 그리고는 갑자기 금성에서 대홍수가 시작됩니다. 이 압력에서 이산화탄소가 액체로 변하고 비가 내리기 시작합니다. 30년 동안 지속되는 믿을 수 없는 지속적인 폭풍우입니다. 거의 한 세기 동안 압력과 온도가 갑자기 동시에 떨어지기 시작합니다. 웅덩이는 호수와 바다로 변합니다. 이제 표면 온도는 현재 -56°C 이고 압력은 지구의 7배에 불과합니다.

마침내, 정말 불쾌한 -81°C에서 이산화탄소의 바다가 얼기 시작하고 비는 눈으로 변합니다. 이것은 우리에게 바위처럼 단단한 바다와 거대한 이산화탄소 빙하로 덮인 얼어붙은 금성을 남깁니다. 이제 대기에 남아있는 것은 지구의 3배 압력의 99% 질소입니다.  여러분이 얼어붙고 질식해도 괜찮다면 이제 금성 표면을 산책할 수 있습니다. 하지만 얼어붙은 이산화탄소는 여전히 약간의 문제로 남아있습니다. 우리는 행성을 따뜻하게 하고 싶지만 우리가 그렇게 한다면 이산화탄소의 얼음이 녹아서 다시 대기를 가득 채울 것입니다.

그래서 우리는 그것을 막을 방법이 필요합니다. 하나는 값싼 플라스틱 단열재로 표면을 덮고 지상을 금성 암석과 바다로 덮는 것입니다. 몇몇 행성 과학자들은 우리가 잠재적인 시한폭탄이 있는 새로운 행성을 만드는 것에 대해 매우 스트레스를 받을 것입니다. 불행히도 몇몇 터질만한 화산들은 한번에 많은 이산화탄소를 녹이고 모든 것을 파괴할 수 있습니다.

또 다른 확실한 방법은 우주로 전부 발사하고 저장과 훗날 사용을 위해 작은 달에 모으는 것입니다. 우리는 로켓 대신 매스 드라이버를 사용하여 더 효율적으로 만들 수 있습니다. 하지만 그 많은 덩어리를 옮기는 것은 여전히 해결하는데 시간이 꽤 걸릴 상당히 힘든 과제입니다.

우리가 결국 대기로 무엇을 하든지 간에, 우리는 앞으로 나아가기 위해 물이 필요합니다. 우리는 물을 목성의 위성인 지구보다 두 배나 많이 가진 유로파에서 얻을 수 있습니다. 태양계를 통과해 위성을 운반하는 것은 꽤 어렵습니다. 따라서 채굴 드론 군대로 유로파에서 얼음 덩어리를 자르고 더 많은 매스 드라이버를 사용해 금성으로 쏘는 것이 더 쉬울 수 있습니다. 스페이스 테더는 많은 노력과 에너지를 절약할 수 있습니다. 작동 방식을 설명하는 비디오를 만들었지만 간단히 말해서 양쪽 끝에 물건들을 적재할 수 있는 투석기입니다.

유로파에서, 그들은 얼음을 금성으로 발사하는 데 필요한 대부분의 작업을 수행합니다. 얼음은 금성 테더에 부딪히고, 테더는 그 얼음을 대기 중으로 부드럽게 떨어뜨리고, 거기서 눈이 되어 떨어집니다. 그 대가로, 금성 테더는 아래에서 쏘아 올린 이산화탄소 얼음을 잡아 궤도로 보냅니다. 우리는 기압을 더 낮추기 위해 이렇게 해서 과잉 질소를 제거할 수 있습니다. 수십 년 또는 수백 년 후에 금성은 수백 미터 깊이의 멋지고 얕은 얼어붙은 바다로 뒤덮일 것입니다. 오늘날의 모습과는 매우 다르게 보일 것입니다. 몇몇 대륙과 수많은 섬이 형성되었습니다.

이제 우리 행성처럼 보이기 시작했습니다! 이제 테라포밍의 마지막이자 가장 장엄한 단계가 시작됩니다: 대기를 숨을 쉬도록 하고 생기를 불어넣는 것입니다. 먼저 빛이 필요하고 우리의 행성을 다시 가열해야 합니다. 금성의 하루는 2802시간으로 지구의 116배가 넘습니다. 그래서 만약 우리가 단지 거대한 거울을 없앤다면, 우리는 행성의 절반을 구워버릴 겁니다. 거대한 대기가 없어도 온도는 견딜 수 없는 수준에 도달할 것입니다.

낮과 밤의 주기를 만들고 다시 에너지를 유입시키는 가장 간단한 방법은 다른 거울들을 사용하여 대륙을 비추고 바다를 녹이는 것입니다. 그러면 우리가 얻는 에너지의 양과 에너지가 어디로 가는지 완전히 제어할 수 있습니다. 현재 대기는 대부분 질소로 구성되어 있으며 기본적으로 산소가 없습니다. 따라서 최초의 주민은 광합성을 하고 산소를 방출할 수 있는 수조 마리의 시아노박테리아가 될 것입니다.

우리는 그것들이 행성의 대기를 빠르게 바꿀 수 있다는 것을 알고 있습니다. 왜냐하면 수십억 년 전, 그들은 아마도 우리의 어린 지구의 독한 대기를 더 복잡한 동물의 생활을 위해 충분한 산소를 가진 대기로 변화시킨 원인이었을 것이기 때문입니다. 뿐만 아니라 시아노박테리아는 대기 중 질소를 고정시켜 생명체가 사용할 수 있는 영양소로 바꿀 수 있습니다.

 

이런 식으로 그들은 본질적으로 우리의 죽은 바다를 비옥하게 하고 더 복잡한 생물들을 위해 준비할 것입니다. 육지에서, 우리 식민지 주민들은 질소 고정 식물이 자랄 토양을 만들기 위해 이전 금성 토양을 갈아야 합니다. 끝내 수십억 그루의 나무가 퍼져 대륙의 방대한 부분을 덮는 큰 숲을 만들 것입니다. 이제 금성은 녹색이 될 것입니다. 속도를 높이기 위해, 이산화탄소는 전략적으로 식물과 시아노박테리아에 공급될 것입니다. 이미 식물로 덮인 지역은 궤도 거울에서 추가 일광을 얻을 수 있으므로 식물은 매일 대부분의 시간 동안 활동할 것입니다.

어쩌면 우리는 오늘날 우리가 알고 있는 동식물로 이것을 할 필요가 없을 것입니다. 유전 공학이 발전되고 유전과 생명의 기계에 대한 이해가 확장됨에 따라 우리는 필요에 의해 생명을 조작할 수 있습니다. 결국 인간이 숨을 쉴 수 있는 대기를 만드는 데 수천 년이 걸릴 것입니다. 그 동안은 평범한 옷과 산소 마스크만 있으면 다른 아무 것도 없이 돌아다닐 수 있습니다.

 

정착민들은 자원으로 가득 차 있고 햇빛이 비추는 광활한 새로운 행성을 즐길 것입니다. 그들은 우주 상공을 도는 방대한 양의 이산화탄소 얼음과 질소를 사용하는 새로운 방법을 생각할 수 있습니다. 얼음과 질소가 우주 궤도를 떠돕니다.  산업 공정, 로켓 연료, 심지어 작은 화성 같은 다른 행성의 테라포밍을 촉진시킵니다.

금성은 이제 완전히 테라포밍되었습니다. 동물들은 광대한 생태계를 배회합니다. 도시가 건설되고 있습니다. 수십억의 정착민과 그 후손들이 이 세상을 그들의 집으로 만들고 있습니다. 그들은 과거의 이미지를 보게 될 것입니다. 금성은 한때 주변에서 가장 적대적인 행성이었습니다. 지옥을 얼려 바다로 보내는 데 수백 년이 걸렸고 자유롭게 숨을 쉴 수 있게 하는 데 또 수천 년이 걸렸습니다.

그들은 믿기 힘들 것입니다.
좋습니다. 어쩌면 금성을 테라포밍하는 것이 그렇게 쉽지 않을 수도 있고 이 미래가 현실이 되려면 많은 것들이 제대로 진행되어야 합니다. 그러나 우주로 모험을 떠나고 싶어하는 의욕이 넘치고 약간 더 발전된 인류가 도달할 수 있는 기술만 있으면 가능합니다.

그것을 멈추게 하는 유일한 것은 우리의 상상력입니다. 그리고 적어도 그것은 극복하기 쉬운 문제입니다. 생각해보면, 여러분의 상상력은 여러분이 모든 종류의 일들을 하지 못하게 하는 유일한 것입니다. 여러분은 약간의 노력만 있으면 바로 시작할 수 있습니다.