핵전쟁, 생물권의 붕괴, 재앙적인 지구 온난화, 우주 엘리베이터. 이유가 무엇이든 지구가 더 이상 살기 좋은 환경이 아닐 때 대다수는 다른 행성에 살기 원할 것이고, 그러기 위한 자원을 충분히 갖고 있을 것임.
그럼 다른 행성 위에서 사는 모습은 어떨까?
설명
수성은 태양에서 가장 가까운 행성으로, 극단적인 환경의 행성임. 태양빛은 지구의 다섯 배에서 열 배에 달하고 표면 온도는 700K까지 올라감. 섭씨로는 427도임. 이 온도에서 알루미늄은 원래 강도의 90%를 잃고 일반적인 우주복에 있는 우주비행사는 몸이 끓어버릴것임.
차가운 면도 더 상황이 좋지는 않음. 대기가 없어서 100K(-173도)까지 떨어지고, 이 온도에서는 산소가 고체가 됨. 두 번 공전할 때 세 번 자전함. 원래는 더 컸지만, 다른 수천 km크기의 물체와 충돌하고 지각과 맨틀이 날아가서 오늘날의 벌거벗은 행성이 됨.
거주 가능성
수성의 가장 큰 특징은 고위도 지역(극지방)에 크레이터와 크레바스가 있다는 것임. 가장 낮은 부분이 영구 음영 지역일 정도로 깊음. 이런 어두운 구덩이들에는 물과 같은 휘발성 물질이 있음. 과학자들은 이런 휘발성 물질이 승화하지 않게 먼지와 침전물들이 덮고 있다고 생각하고 있음.
따라서 연기나는 불지옥인 수성에는 얼어붙은 호수가 있음. 이 호수는 물과 탄소 암모니아가 있음. 이 모두가 자동으로 운영되는 식민지를 만들기 위해 필요함.
수성은 달보다 40%정도만 크지만, 수성의 밀도는 달보다 크기 때문에 0표면 중력이 0.38g임. 이 정도의 중력은 미세 중력의 효과인 뼈 손실, 시야 문제, 근육 수축과 같은 효과를 피하기에 충분함.
행성의 핵은 아직 작동 중임. 이 핵은 지구의 1.1% 수준의 자기장을 만듬. 이 자기장은 표면에 닿은 방사선의 양을 크게 줄이지는 못함. 더 나쁜 것은 이 자기장이 거대한 자기 폭풍인 행성 간 자기장과 연결되어 태양풍을 표면에 집중시키는 역할을 할 수도 있음.(사진의 Flux Transfer Event)
다른 태양계의 장소들처럼 부족한 대기는 태양빛에 닿는 모든 것은 치사량의 UV와 X선을 받는다는 애기임.
조사
수성은 표면에 있는 자원들만으로는 딱히 특별하지 않음. 돌이나 금속으로 된 다른 소행성도 땅을 파거나 중력을 이겨내고 내려갈 필요 없이 표면에 그 정도의 광물을 제공함. 그러나 소행성과 비교해봤을 때 두 가지의 장점이 있음.
1. 집중적으로 분포된 휘발성 물질
2. 많은 양의 에너지
수성은 우주에서 보이는 황량한 돌 이미지와는 다르게 물은 상당히 흔함. 위어서 언급한 어두운 구덩이는 많은 양의 물을 갖고 있음. 이 구덩이들은 철도나 도로, 터널 등으로 연결할 수 있고, 관으로 보낼 수도 있음.
반면, 소행성 채굴자는 수백만 km 떨어져 있고 수천m/s의 dV, 몇 달~몇 년의 시간으로 혜성에서 물을 얻어야 함.
태양열은 다른 장점 중 하나임. 빛의 세기가 지구보다 5~10배 정도 강하기 때문에 태양 전지판은 제곱미터 당 5kW를 생산할 수 있음. 태양 전지판을 얇게 만들 수 있다면 에너지 밀도는 원자로와 비슷해질 것이고 원자로의 터빈이나 라디에이터 같은 전력 설비들을 포함한다면 에너지 밀도는 원자로보다 훨씬 우수할 것임.
수성의 발전 시설은 핵분열성 물질이 필요하지 않고 더 적은 질량으로 태양계의 어느 곳보다 많은 에너지를 다룰 수 있음. 이렇게 만든 에너지로 레이저빔을 만들어서 팔 수도 있음. 수성은 대기가 없기 때문에 짧은 파장의 빛이 회절 없이 먼 거리를 이동할 수 있음.
중력 덕분에 광물에서 자원을 채취하는 것은 훨씬 쉬움. 0.38g에서는 지구에서 쓰이던 제련 기술을 사용하기에 충분함. 미세 중력 환경에서는 더 복잡한 절차가 필요함. 충분한 태양광으로 태양열 추진 우주선은 수성 저궤도를 쉽게 벗어날 수 있음. 스카이훅이나 레이저 기화 추진 또는 전자기 가속으로 지표면에서 궤도까지 올릴 수 있음. 수성의 토양은 마그네슘이 풍부해서 제철 산업에 좋고 농작물을 재배할 때 좋은 황도 풍부하고 유기화합물 제조에 필요한 염소도 다른 태양계보다 풍부함.
수성 산업의 큰 단점은 수성 저궤도에서 다른 태양계의 장소까지 가는 데 많은 dV를 소모한다는 것임. 수성에서 지구까지 12.5km/s의 dV가 소모됨. 배기 속력이 4.5km/s정도인 화학 로켓에게는 1kg의 화물 당 16kg의 연료를 요구하는 매우 비싼 값이고, 핵추진 방식일때도 화물 1kg 당 4.9kg의 연료가 필요함.
결론은, 수성의 풍부한 금속 자원에도 불구하고, 수성은 에너지 집약적인 산업이 발달할 때 효율적임. 이러한 고부가가치 제품들은 비싼 연료값을 치루더라도 이익을 볼 수 있음. 이러한 산업의 예시를 들자면 에너지 집약적인 반도체 산업이나, 전기 주조 정밀 부품 제작 등임.
태양에 가장 가까이 있다는 점은 장점이 되기도 하는데, 수성은 공전이 빠르기 때문에 일년에 네 번 태양계의 원하는 위치에 화물을 싸게 보낼 수 있음. 반면, 화성은 최적의 궤도를 얻는 데 2년의 시간이 필요함. 그래서 수성의 식민지는 더 빠르게 지어질 수 있고 생산물을 2배 빠르게 받을 수 있음. 그러나 금속 광물이나 휘발성 물질들을 운반하는 것과 같은 덜 시간 집약적인 무역 같은 경우 저추력 전기추진 엔진을 사용할 수 있기 때문에 큰 장점이 되지는 않을것임.
수성 식민지
위에서 설명했듯이, 수성 식민지가 건설되기 가장 좋은 장소는 극지방 크레이터의 그늘임. 그늘의 평균 온도는 108K(-165도)로 탄화수소로 구성된 어두운 먼지들이 덮고 있는 곳에는 질소와 물이 발견될 수 있음.
태양광 반사기는 크레이터의 끝부분에 있음. 반사된 태양광은 얼음 호수를 녹이는 등 열이 필요한 곳에 쓰이거나, 따뜻한 환경을 만드는 데 사용됨.
수성 식민지는 크게 세 부분으로 생각해 볼 수 있음.
첫 번째 시설은 거주 시설임. 거주 시설은 팽창식 거주 공간과 호수 밑바닥에 가라앉아 있는 농장 등으로 이루어져 있음. 반사된 태양광을 얻기 위해 투명한 지붕을 갖고 있음. 벽면은 단열재 역할을 하겠지만, 열의 일부가 탈출하여 호수 주변부를 녹일 것이고 식민지에 진흙 링을 만들 것임.
거주 시설은 두 개의 층우로 구성됨. 거주 시설의 상층부는 따뜻하고 볕이 잘 들어옴. 그러나 방사선에 대한 방호는 부족함. 이곳이 거주 시설의 입구가 될 곳이고, 여러 가지 기계들이 들어올 곳임. 투명한 천장 아래에는 썬룸과 온실이 설치될 것임. 천장에 있는 해치로 식민지에 출입할 수 있음. 아래층은 얼음 아래에 파묻힐 것임. 방사선으로부터는 안전해지겠지만, 일부 주민들에게 폐소공포증을 일으킬 수도 있는 닫힌 구조임. 유연한 진흙 벽은 거주시설 내의 호흡할 수 있는 공기를 잘 가둘 것이지만, 탈출하는 열이 얼음을 녹여서 얼음물 진창이 될 것임. 벽과 천장은 거주 시설 내의 온도에 따라 구부러지거나 부풀어오를 것임.
거주 시설에서 발전소와 공장 등으로 연결되는 길이 있을 것임.
발전기는 태양빛을 집중시켜서 물을 끓여 전기를 얻는 방식을 사용할 것임. 태양광 패널로 전력을 생산하는 것보다 가볍고 저렴함.(최근에는 태양광 패널이 더 싸다고 들었는데 잘 모르겠음.) 에너지의 일부는얼음을 녹이고 물을 수소와 산소로 분리하는 데 사용됨. 수소와 산소는 로켓의 연료로 사용할 수 있음. 나머지는 전력을 생산하는 데 사용함.
공장은 이 식민지의 장기적인 생존에 가장 중요한 부분임. 식민지의 경제를 담당하고, 개척자들에게 일자리를 만들어줌. 자동화된 채굴 장치들이 수성의 표면에서 작동함. 이 채굴 장치들은 태양빛을 방어하기 위해 금박을 두르고 있고, 수집기와 바구니를 끌고 다닐것임.
채굴 장치들이 공장으로 되돌아와서 광물을 쏟아부으면, 광물은 쓸만한 자원이 있는지에 따라 분류되어 제련됨. 고부가가치 제품들은 정밀한 가공과 많은 에너지가 필요함. 만약 반도체를 생산한다면 식품을 유통할 때 냉장 상태로 운반하는 것처럼, 방사능에 노출되지 않은 상태로 제작되고 유통될 것임.
공장은 제품을 발사대로 보내서 궤도에 매스 드라이버, 레이저, 스카이훅 등의 방법으로 발사할 것임.
위험
수성은 몇 가지 위험한 특징이 있음.
수성은 공기가 없으므로 감압은 중대한 사항임. 특히 우주복을 입고 있는 개척자들이 조심해야 함. 거주지 내부에서는 얼음 밑에 건물이 있기 때문에 구멍이 뚫린 벽을 막을 때까지 얼음이 감압을 박아줄 것임.
얼거나 갇히는 것은 직관적이지 않을 수 있지만, -165도의 호수 아래에서 살게 되는 것은 위험함. 얼음은 0도에서 녹지만, 이 물은 질소나 산소를 포함하고 있을 수도 있음. 이런 얼음은 더 낮은 온도에서 증발하기 때문에 사람의 체온이 닿는다면 기체들이 거품을 만들면서 터져나오면서 구멍을 만들 수도 있음. 호수의 대부분은 회갈색의 먼지로 뒤덮여 있기 때문에 땅처럼 보임. 얼음 속에서 저체온증으로 사망할 수도 있음.
과열도 일어날 수 있음. 채굴 로봇이 고장난다면 누군가는 우주복을 입고 나와서 고쳐야 함. 우주복은 반사가 잘 되는 재질로 만들어졌을 것이고, 냉각 장치와 단열재들이 있을 것임. 그러나 이러한 장치들도 몇 분 정도만 작동할 것임. 강한 태양광과 단열재 역할을 하는 진공의 조합은 외부 작업을 아주 어렵고, 빠른 시간 내에 끝내게 할 것임.
실명은 더 흔한 위협일 것임. 모든 장치들이 빛나는 표면으로 덮여 있기 때문에, 예상치 못한 각도로 반사된 빛을 보게 된다면 매우 위험할 것임. 때문에, 수성의 어두운 부분에서도 어두운 색의 선글라스를 써야 할 것임.
궤도의 파편들도 진공 상태의 공간에서는 매우 위험할 것임. 멈출 수단이 없기 때문에, 아주 작은 조각의 먼지일지라도 수성의 표면에 도달할 수 있음. 이 조각들은 거주 시설에 침투할 수도 있고, 사람을 죽이거나 장비들을 고장낼 수 있음. 장갑판을 두르는 것이 표면에서 거주 가능한 시설의 특징이 될 것임. 0.38g의 중력 덕분에 장갑판의 무게는 큰 부담이 되지 않을 것임.
궤도에 있는 우주선은 강한 태양광의 의험에 마주치게 될 것임. 라디에이터는 덜 효율적이게 될 것이고 태양빛과 90도 각도를 이루도록 해야 할 것임. 커다란 수소 탱크가 강한 태양빛을 받아 기체로 급격하게 변한다면 탱크가 폭발할 것임.
진화
수성 식민지는 크레이터에서 주변의 광물들을 채굴하는 것에서 시작할 것임.
개척자들의 수가 늘어나고 삶의 대부분을 수성에서 보내기를 선택한다면, 더 많은 영구적인 거주 시설들이 크레이터 주변의 암석을 파고들어갈 것임. 이 거주지들은 아기들이 암에 걸릴 위험 없이 자랄 수 있을 정도로 방사능에 대한 보호가 개선될 것임.
크레이터로는 부족한 시점이 올 것임. 수성의 극지에는 거주 가능한 거대한 고리가 있음. 70cm 정도의 깊이에 20만 평방 킬로미터의 공간은 항상 22도 정도의 온도를 유지함.
수성의 산업은 거대 구조물을 만드는 데 집중할 것임. 2km 크기의 반사경은 적외선(1000nm) 레이저 빔을 목성까지 반경 1km 정도 안에 집중할 수 있음. 전송과 전환 과정에서의 손실에도 불구하고, 이 레이저 빔은 싸고 무한한 에너지를 제공하거나 강력한 부기로 사용될 것임.
번역 출처: https://toughsf.blogspot.com/2016/10/how-to-live-on-other-planets-mercury.html
How to live on Other Planets: Mercury
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번역기 안씀 전부 손번역임, 오역 있을 수 있고 의역 많음.
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