화성

화성은 붉은 먼지로 덮인 태양계 네 번째 행성이에요. 하루 길이와 계절이 지구와 닮았고, 먼 옛날 물이 흘렀던 흔적이 남아 있어 생명의 흔적을 찾는 탐사가 가장 활발한 행성이에요.

어떤 행성인가요

화성은 태양에서 평균 약 1.52 AU 떨어진 네 번째 행성이에요. 지름은 약 6,779 km로 지구의 절반을 조금 넘고, 표면 중력은 지구의 약 0.38배예요. 지구에서 체중계에 50 kg으로 나오는 사람이 화성에서 재면 19 kg 정도로 나오는 셈이에요.

화성은 철이 풍부한 핵, 암석 맨틀, 지각으로 이루어진 암석 행성이에요. 표면의 흙과 먼지에 산화철, 쉽게 말해 녹이 많이 섞여 있어서 붉은빛을 띠어요. 그래서 붉은 행성이라는 별명이 붙었어요.

화성에는 태양계에서 손꼽히게 웅장한 지형이 있어요. 올림푸스 화산은 높이가 약 22 km로 에베레스트산의 두 배가 넘고, 마리네리스 협곡은 길이가 약 4,000 km, 깊이가 최대 7 km에 이르러요. 말라 버린 강줄기, 삼각주, 호수 바닥의 흔적도 남아 있어서 먼 옛날 화성 표면에 액체 상태의 물이 흘렀다고 여겨져요.

화성의 자전 주기는 약 24시간 37분으로 지구와 거의 같아요. 자전축도 약 25.19° 기울어 있어 지구처럼 사계절이 있지만, 1년이 약 687일이라 계절 하나하나가 지구보다 두 배 가까이 길어요.

대기와 날씨

화성의 대기는 약 95%가 이산화탄소예요. 하지만 아주 옅어서 표면 기압이 지구의 1%도 되지 않아요. 열을 붙잡아 둘 대기가 부족하니 평균 기온은 약 영하 63°C로 매우 춥고, 하루 사이의 기온 차이도 커요. 여름철 적도 지방의 한낮에는 20°C 가까이 오르기도 하지만 밤이면 영하 70°C 아래로 떨어지기도 해요.

화성의 대표적인 날씨는 먼지 폭풍이에요. 작은 먼지 회오리부터 행성 전체를 몇 주에서 몇 달 동안 뒤덮는 거대한 폭풍까지 생겨요. 2018년에 일어난 행성 규모의 먼지 폭풍은 햇빛을 가려, 태양광으로 움직이던 로버 오퍼튜니티의 임무를 끝나게 만들었어요.

남극과 북극에는 하얀 극관이 있어요. 물 얼음 위를 이산화탄소가 얼어붙은 드라이아이스가 덮고 있는데, 계절에 따라 드라이아이스가 얼었다가 기체로 날아가면서 극관의 크기가 커졌다 작아졌다 해요. 땅속에도 얼음이 넓게 묻혀 있다는 사실이 여러 탐사선의 관측으로 확인됐어요.

위성과 고리

화성에는 작은 위성이 두 개 있어요. 1877년 미국의 천문학자 아사프 홀이 발견했고, 그리스 신화 속 전쟁의 신 아레스의 두 아들 이름을 따서 포보스와 데이모스라고 불러요. 둘 다 둥글지 않은 감자 모양이라, 지나가던 소행성이 붙잡혔다는 설과 큰 충돌로 튀어나온 물질이 뭉쳤다는 설이 함께 연구되고 있어요.

• 포보스: 평균 지름 약 22 km로 둘 중 더 커요. 화성 표면에서 약 6,000 km 높이를 7시간 40분쯤에 한 바퀴씩 돌아서, 화성에서 보면 하루에 두 번 서쪽에서 떠서 동쪽으로 져요. 조금씩 화성에 가까워지고 있어서 수천만 년 뒤에는 부서지거나 화성에 떨어질 것으로 예상돼요.
• 데이모스: 평균 지름 약 12 km로 더 작고, 더 바깥쪽을 약 30시간에 한 바퀴씩 돌아요.

화성에는 고리가 없어요.

탐사 이야기

화성은 지구 밖에서 가장 많은 탐사선이 찾아간 행성이에요. 실패도 많았지만 그만큼 많은 것을 알아냈어요.

• 마리너 4호(미국, 1965년): 화성을 근접 비행하며 처음으로 가까이에서 찍은 사진을 보내왔어요. 충돌구투성이 표면이 드러나 많은 사람이 놀랐어요.
• 마리너 9호(미국, 1971년): 다른 행성의 궤도를 돈 최초의 탐사선이에요. 거대한 화산들과 협곡을 처음 자세히 보여 줬고, 마리네리스 협곡이라는 이름도 이 탐사선에서 따왔어요.
• 바이킹 1·2호(미국, 1976년): 화성 표면에 착륙해 사진을 찍고, 흙 속에 생명이 있는지 확인하는 실험을 했어요.
• 마스 패스파인더와 소저너(미국, 1997년): 작은 로버 소저너가 처음으로 화성 표면을 굴러다니며 바위를 조사했어요.
• 스피릿과 오퍼튜니티(미국, 2004년 착륙): 과거에 물이 있었다는 증거를 여럿 찾았어요. 오퍼튜니티는 90일 정도로 계획됐던 임무를 14년 넘게 이어 갔어요.
• 큐리오시티(미국, 2012년 착륙): 게일 충돌구에서 옛 호수의 흔적과 유기물을 조사했어요.
• 퍼서비어런스(미국, 2021년 착륙): 옛 삼각주가 있던 예제로 충돌구에서 암석 시료를 모으고 있어요. 함께 간 소형 헬리콥터 인저뉴어티는 2021년 다른 행성에서 처음으로 동력 비행에 성공했어요.

이 밖에도 인도의 망갈리안(2014년 궤도 진입), 아랍에미리트의 아말(2021년), 중국의 톈원 1호와 로버 주룽(2021년) 등 여러 나라가 화성 탐사에 뛰어들었어요.

재미있는 사실

• 화성의 노을은 푸른빛을 띠어요. 대기 속 미세한 먼지가 푸른빛을 해가 있는 방향으로 더 잘 흩뜨리기 때문이에요.
• 화성의 하루는 솔(sol)이라고 부르며 약 24시간 40분이에요. 로버 운영팀은 한동안 화성 시간에 맞춰 생활하기도 해요.
• 지구와 화성은 약 2년 2개월마다 가장 가까워지는데, 이때 탐사선을 보내기 좋은 발사 시기가 열려요.
• 화성에는 지구처럼 행성 전체를 감싸는 자기장과 두꺼운 대기가 없어서, 표면에 자외선과 우주 방사선이 훨씬 강하게 쏟아져요.

Planetica에서 보기

태양계 보기 모드에서 화성은 지구 바로 바깥, 네 번째 궤도에 나타나요. J2000 궤도 요소로 계산한 오늘 날짜의 실제 위치라서, 화성이 지구와 같은 쪽에 가까이 있는지 태양 건너편 멀리 있는지 바로 확인할 수 있어요. 지구와 화성이 나란히 붙어 있는 시기라면 실제로도 화성이 밤하늘에서 밝게 보이는 때예요.

화성을 골라 가까이 날아가면 두 위성 포보스와 데이모스가 함께 도는 모습을 볼 수 있어요. 실제 위성은 지름이 수십 km에 불과해서 그대로 그리면 거의 보이지 않기 때문에, 화면에서는 잘 보이도록 크게 키워 표현해요. 크기, 중력, 하루 길이, 자전축 기울기, 평균 기온, 공전 주기는 실제 값을 바탕으로 해요.

표면 무늬는 Planetica의 행성 생성기가 만든 모습이에요. 올림푸스 화산이나 마리네리스 협곡의 실제 위치가 그려진 지도는 아니니, 붉은 행성의 분위기를 느껴 보는 용도로 즐겨 주세요.

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