중국 연구팀이 달 탐사기 창어5호(Chang’E-5)가 월면에서 물 또는 히드록시기 흔적을 발견했다고 학술지 사이언스 어드밴스드(Science Advances)에 발표했다. 히드록시기란 물 분자 H2O에서 수소 원자 H가 하나 벗어난 상태에서 결합한 물질 그러니까 물과는 친척 뻘이다.
연구팀은 착륙 지점 근처 토양과 암석에 대한 스펙트럼 반사율을 조사했다. 그 결과 토양 쪽에서 최대 120ppm 수분이 검출됐고 암석에선 180ppm이 검출됐다는 것. 달 대부분 토양에서 수분은 수십ppm 정도로 극도로 건조한 상태다. 하지만 이 역시 당연한 일이다. 여기에 액체 물이 있던 곳에서 증발, 안개가 되어 버린다.
달 표면에서도 항상 그늘이 되는 극지 움푹 파인 장소 등에선 얼음 상태로 물이 존재한다고 여겨지고 있다. 다만 이 경우에도 지표에 노출된 상태에선 얼음은 승화되어 어쨌든 사라져 버릴 것이다.
그럼에도 불구하고 달에 물이 존재한다는 증거는 이전부터 발견됐다. 최근 예에선 2018년 이뤄진 미항공우주국 나사(NASA) 월면 광물 맵핑 센서를 탑재한 인도 찬드라얀1호에 의한 달 탐사에서 얻은 데이터로부터 달 표면에 수빙이 존재하는 게 데이터로 증명됐다. 더구나 2020년에는 보잉747을 개조한 나사 성층권 적외선 천문대 SOFIA가 기체에 탑재한 강력한 관측기기로 달에 비춰진 표면에 물이 있다는 걸 처음으로 관측했다. 하지만 그 시점에는 왜 달에 수분이 있는지 알지 못했다.
이번 중국 연구에선 태양풍에 포함되는 하전입자에 의해 수소 원자가 월면에 오고 이후 산송와 결합해 물 또는 히드록시기를 만들어낼 가능성을 설명하고 있다. 또 연구팀은 지난 10년간 이뤄진 많은 궤도로부터 관측이나 샘플 측정에선 달에 물이 존재하는 증거를 나타내고 있다. 하지만 월면 현장에서 수분 검출은 지금까지 이뤄지지 않았다.
또 연구 결과에 있어서 토양값 120ppm은 해당 물질이 태양으로부터 초래됐다고 생각되지만 암석에 포함되는 180ppm이라는 수치는 달 지중에서 수분원이 되는 무언가 미지의 수원 예를 들어 초기 달에 있어선 분화 활동 등에서 만들어졌을 가능성도 있다.
미래에는 인류가 화성이나 심우주를 목표로 하는데 있어 물 확보는 피할 수 없는 과제 중 하나다. 물을 분해하면 산소와 수소가 되어 호흡에 필요할 뿐 아니라 연료로도 이용할 수 있다. 하지만 물은 무겁고 지구로부터 필요한 양을 우주선에 적재하는 건 비효율적이다. 연구팀은 달과 기타 지구 외 환경에서 물을 확보하는 방법을 모색하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.