1. 화성의 구성
산화철로 인해 붉은 빛이 감도는 사막의 형태를 가지고 있다.
화성의 자전주기는 약 24시간 37분으로 지구와 비슷하며, 약 687일로 공전 주기는 지구보다 약 1.88배 길다. 지구에서 관측할 수 있는 천체 중 달과 금성, 그리고 목성 다음으로 밝다. 표면에 산화철이 많아 붉게 빛나며, 지구에서 육안으로 보기에도 주황빛을 띠어 다른 태양계 천체와 쉽게 구분된다. 화성과 같이 아주 밝게 빛나는 주황색 별은 흔치 않아서 이다. 화성의 대기권은 이산화 탄소와 소량의 질소와 아르곤 그리고 극미량의 산소로 구성되어있다. 화성의 대기에서 산소비율은 지구 대기의 이산화 탄소 비율보다는 높으나, 지표의 기압이 낮아 생명체가 호흡하기에는 부적합하다. 지구상에서 해발 80km 정도의 고도에 해당되는 기압으로 진공상태나 다름없는 정도라 공기가 존재하지 볼 수 없는 정도이며 공기가 없기 때문에 평균온도는 영하 63도로 너무 낮고 낮은 기압으로 인해 물이 끓는 온도가 섭씨 27도 밖에 되질 않아 물로 구성된 생명체가 살 수 없는 환경이다. 화성의 작은 질량으로 인해 중력이 약해 산소와 같이 분자량이 작은 기체를 많이 잡아둘수 없고 동시에 화성의 핵이 지질학적으로 식어버려 행성 자기장이 지구의 1/800에 불과하다. 이 정도로 약한 자기장으로는 태양풍으로부터 행성을 보호할 수 없어 화성의 대기가 거의 날아가 버려 화성에는 공기가 거의 존재하지 않는 상태가 되어버렸다.
2. 화성의 표면
태양계 형성 초기에는 다른 행성과 같이 화성 또한 각종 천체들과의 충돌이 많았다. 직경 1,000km급의 초거대 소행성과 충돌한 적이 있는데, 그 충돌에너지는 수소폭탄 100조가 동시에 폭발하는 수준이었다고 한다. 이 충돌로 인해 화성은 매우 크게 타격을 입었으며 이 때문에 화성의 북쪽에는 보레알리스 크레이터라는 태양계 최대의 크레이터가 형성되었다. *크레이터 : 운석 충돌, 화산 폭발, 핵폭발 등으로 인해 천체 표면에 생겨나는 거대한 구덩이. 이 면적은 화성 표면적의 약 40%를 차지하고, 화성의 북반구 평균 고도는 남반구보다 4km가까이 낮아졌다. 화성에는 태양계에서 가장 거대한 산으로 꼽히는 올림푸스 화산이 있다. 지구의 산과는 비교가 안될정도로 거대한 화산으로 최고 높이는 21~26km이다. 화성의 위성은 데이모스(Deimos)와 포보스(Phobos)가 있다. 이 위성은 달과는 사뭇 다른데 모양이 구형이 아니고, 평균 반지름도 11km, 6km 정도로 작다. 워낙 작은 수준이라 이 두 위성은 화성의 인력에 끌려온 소행성으로 보인다. 다만 직접적인 포획 위성이라기에는 화성과 상당히 가깝고 두위 성의 궤도 경사가 화성의 적도면에 가깝다. 그렇기 때문에 이 두 위성 역시 지구의 달처럼 대규모 충돌로 생겼다는 설이 있다. 크기가 워낙 작아 지구와 훨씬 멀리 떨어져 있는 토성과 목성의 위성이 발견된 이후인 1877년에 발견되었다. 두 행성의 이름은 아레스의 자식들로 전쟁에 항상 데리고 다녔다는 두 신의 이름에서 따왔다.
3. 화성탐사와 테라포밍
망원경이 발달되지 않았던 전근대시기에는 화성 표면에 존재하는 줄무늬를 물이 흐른듯한 흔적으로 보기도 했다. 많은 연구결과에 따라 아주 먼 과거 화성에는 실제로 표면에 물이 흘렀던 것으로 밝혀졌다. 화성 표면에서 물이 사라진 이유는 화성 역사의 미스터리 중 하나로 금성만큼 뜨겁지 않고 오히려 지구보다 추워 표면에 언상태로 남아 있다면 몰라도 물이 증발 할리가 없기 때문이다. 기압이 낮아 쉽게 증발할 수 있다고 해도 지금처럼 화성이 바짝 마를 이유가 없다는 것이다. 증발하더라도 기체는 대기에 여전히 존재하기 때문이다. 2008년 8월 1일 나사(NASA)에서는 공식적으로 화성의 물 발견을 발표했다. 이는 공식적인 발표일뿐, 물로 인해 만들어지는 광석, 그로 인한 지형, 지하 수소(H) 전파신호, 계절성 지형변화 등으로 이미 많은 물에 대한 증거들이 쌓여있다. 화성은 태양계행성에서 지구와 가까운 행성 중 하나이고 수성, 금성과 같은 극단적인 환경의 행성들에 비하면 비교적 온화한 환경을 가진 행성이다. 그 덕에 지상 탐사선을 통한 연구가 가장 많이 이루어진 행성이며, 테라포밍 가능성 또한 다른 행성에 비해 높은 편이기에 오래전부터 우주시대의 개척지로 가장 관심이 높았다. *테라포밍 : 우주 개척중 지구 외의 다른 천체에 지구 생물이 살 수 있는 환경과 생태계를 구축하는 것을 말한다. - 어원은 Terra(지구) + Forming(Form:형성하다)이다. 한국어 보면 "지구화"에 가깝다. 그러나 화성 역시 현재 연구결과로는 생명이 살 수 없는 불모지이며, 이곳에 무인 탐사선이 아닌 사람을 보내는 것은 쉽지가 않다. 화성은 자기장이 약해 태양풍에 의해 대기가 쓸려나가고 방사선이 표면에 직격으로 쏟아진다. 그로 인해 밀도가 옅어 산소도 극미량만이 존재한다. 큰 규모의 모래폭풍도 문제다. 화성의 대기가 옅어 영화 마션에서 묘사된 것처럼 세기가 강하지는 않지만 규모가 엄청나 3~5년 주기로 모래폭풍이 행성 전체를 덮는 경우가 많기 때문이다. 이로 인해 화성 무인탐사선 스피릿과 오퍼튜니티도 태양광 이용에 어려움이 있어 큐리오시티부터는 원자력 전지를 사용하고 있다. 이 때문에 초기에 건설되는 화성 기지는 작고 창문이 없으며 작은 원자력 발전기로 연명하고 방사능으로부터 탐사대를 보호하기 위해 흙이 두껍게 싸여있는 무덤과 같은 형태일 것으로 예상된다. 그나마 태양계에서는 화성이 가장 만만한 조건이다. 다른 태양계 행성은 표면에 유인 착륙이 불가능하거나 아예 갈 수 없는 곳도 많기 때문이다.
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