희귀한 자원 풍부한 달과 소행성

아마존 CEO 제프 베조스가 설립한 민간우주개발 회사 블루 오리진이 최근 무인로켓 재사용 실험을 성공했다는 뉴스가 있었다. 로켓을 재사용하면 우주선 발사 비용이 지금보다 10% 정도로 줄어 우주개발이 더욱 빨라질 것임을 예상할 수 있다.

인간이 로켓을 만들고 우주선을 우주로 보내는 목적은 무척 다양하다. 여기에는 포화상태에 가까운 지구에서 벗어나 달이나 화성에 유인 기지를 만들겠다는 계획에서부터 관광 산업으로 우주여행사업을 키워보겠다는 것도 포함돼 있다.

하지만 우주개발의 가장 중요한 이유 중의 하나는 지구의 부족한 자원을 우주에서 가져오는 것일 것이다. 과연 외계로부터 자원을 가져오는 것이 가능할까? 그리고 과연 어떤 자원을 가져올 수 있을까?

먼 훗날의 이야기 같은 이런 일이 실제로 진행되고 있다. 이번 주에는 우주로부터의 자원 채취에 대한 이야기를 해보기로 하자.

달에는 태양에서 날아온 헬륨3이 풍부하다. ⓒ ESA

우주로부터의 자원 채취 가능성

미국 하원은 지난 11월 16일 ‘상업적 우주 발사 경쟁력 법(CSLCA, Commercial Space Launch Competitiveness Act)’을 통과시켰다. 이 법은 이미 상원을 통과했고, 이제 오바마 대통령의 사인만 남아 있는 상태다. 오바마 대통령이 이 법안에 서명하면 미국 기업은 법적으로 달이나 소행성 등 지구 밖의 천체에서 자원을 채취해서 판매하는 것이 가능해 진다.

그런데 지구 밖의 자원을 미국 기업이 임의로 채취해서 판매하는 것이 과연 국제법에서 가능한 일일까? 그리고 그것이 미국의 법으로 허가할 수 있는 사항일까? 여기에 대해 많은 사람들이 의문을 가질 것이다.

현재 우주개발과 관련돼 적용되는 국제법은 1967년에 만들어진 ‘우주조약(Outer Space Treaty, OST)’이다. 이 조약에 의하면, 어느 나라나 개인도 지구 밖 천체에 대해서 소유권을 행사할 수 없다. 즉, 달이나 소행성, 혜성을 포함해 지구 밖 어떤 천체에 대해서도 독점적 소유권을 인정하지 않는다는 것이다.

하지만 이 조약에는 우주에서 자원을 채취하고 판매하는 것에 대한 사항은 명시돼 있지 않다. 많은 전문가들은 이 조약을 근거로 우주에서의 자원 채취와 그것의 판매가 가능하다고 말하고 있다.

그것은 마치 공해상에서 원양어선이 물고기를 잡아서 판매하는 것과 같다는 것이다. 물고기를 잡고 판매하는 데 필요한 허가는 각 국가에서 받아야 하지만 바다를 소유하지 않고도 물고기를 잡아서 판매하는 것은 가능하다는 말이다.

미국에서 이런 법안이 통과되었다는 것은 실제로 그런 사업을 하겠다는 기업이 있기 때문이다. 이미 수 년 전부터 우주에서 자원 채취를 준비하는 기업들이 있다. 그 중 대표적인 기업은 ‘문 익스프레스(Moon Express)’라는 회사다. 이 회사는 처음에 구글이 주최하는 ‘루나 X 프라이즈’라는 공모전에 참가하기 위해 설립되었지만 궁극적인 목표는 달의 자원을 채취하는 것이다.

루나 X 프라이즈는 민간 자금으로 만든 로봇을 달에 착륙시켜 500m를 이동하고 사진과 동영상을 지구로 보내면 우승하는 공모전이다. 1등 상금은 무려 2,000만 달러나 된다. 최종 시한은 2017년 말까지며 현재 미국의 Astrobotic, Moon express 등 5개 팀이 1차 관문을 통과해 달 착륙을 준비하고 있다.

여기에 참여한 회사 이외에 2010년 11월에 설립된 ‘플래네타리 리소시스(Planetary Resources)’라는 곳이 있다. 이 회사는 현재 소형 우주 망원경 발사 사업을 하고 있지만 궁극적으로는 소행성의 자원 채취를 목적으로 한다.

물론 이들 민간 회사들 이외에 미국항공우주국을 포함하여 유럽, 러시아, 중국, 일본, 인도 등 우주 선진국들도 국가 차원에서 우주 자원 채취에 관심을 기울이고 있다. 앞으로 수십 년 이내에 달이나 소행성, 화성을 원산지로 하는 자원이 지구에 들어올 것이다.

우주에는 과연 어떤 자원이 있을까?

그렇다면 과연 달이나 소행성에는 어떤 자원이 얼마나 있을까? 달에서 채취할 수 있는 자원 중에 가장 잘 알려진 것은 헬륨3이라고 하는 핵융합 원료이다.

달 표면의 먼지 위에 포함돼 있는 것으로 알려진 헬륨3은 태양으로부터 날아온 것들로, 매장량이 1백만t 이상으로 예상된다. 헬륨3을 이용한 핵융합 반응은 중성자를 발생시키지 않는 청정에너지원으로, 달에서 채취하는 양만으로도 인류 전체가 수백 년 이상 쓸 수 있다.

달 탐사선 자료를 바탕으로 제작한 티타늄 분포지도. ⓒ NASA

이외에 달에는 지구에서 무척 귀한 희토류를 포함하여 다양한 광물 자원이 풍부한 것으로 알려져 있다. 달에는 수많은 운석이 충돌하였고, 그 운석에서 떨어져 나온 다양한 광물이 표면에 그대로 방치돼 있다. 따라서 달에서의 자원 채취는 지구에서처럼 땅을 파고 들어갈 필요가 없어 훨씬 쉬울 것이다. 다만 원하는 자원을 분류하고 이를 모아서 지구로 보내는 방법이 해결되어야 한다.

소행성은 다양한 금속을 포함한 광물로 이루어져 있다. 백금이 풍부한 것으로 알려진 지름 500m 정도 크기의 소행성 가치가 미국 달러로 약 29조 달러, 우리나라 돈으로는 약 3경 원이나 된다고 한다.

물이 풍부한 소행성은 500m 정도 크기가 무려 50조 달러에 해당한다. 백금보다도 더 높게 평가 받는 건 지구에는 풍부한 물을 우주에서는 얻기 어렵기 때문이다. 우주에서 필요한 물을 지구에서 가져가려면 1리터당 무려 2만 달러나 든다. 소행성의 물을 사용할 수 있으면 우주에서 인간이 마시는 것은 물론, 로켓의 연료로 쓸 수도 있고, 산소를 만들 수도 있다.

소행성에서의 자원 채취는 달과는 다를 것이다. 현재 미국항공우주국에서 생각하고 있는 방식은 작은 크기의 소행성을 달 궤도로 끌고 와 인공적으로 달을 돌게 하고, 달과 소행성을 오가면서 자원을 채취한다는 것이다. 물론 기술이 더 발전하면 커다란 소행성에서 직접 자원을 채굴하는 것도 가능할 것이다.

나사는 소행성을 달 궤도로 끌고 와 탐사할 계획이다. ⓒ NASA

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