달의 흔적만 남겨두자: NASA의 달 재활용 야망

나사/ ESA

우주인들이 아르테미스 프로젝트의 일환으로 다시 달에 착륙하면, 그들은 살 곳을 지어야 할 것입니다. NASA는 그들이 가능한 한 많이 중고 자재로 지을 것을 원합니다.

1969년 최초의 인간이 달에 착륙했을 때, 지속 가능성은 그들의 관심사 중 가장 작은 것이었습니다. 귀환하기 전에 무게를 줄이기 위해 아폴로 우주인들은 달 착륙선 문 밖으로 필요 없는 물건을 던져서 착륙 지점을 파편으로 뒤덮었습니다.

NASA가 공식적 으로 집계한 12명의 달 탐사대가 남긴 것 중에는 소변, 대변, 구토물이 담긴 봉지 96개와 부츠, 생명 유지 시스템이 있습니다. 우주인들은 달 탐사선 3대, 각종 실험 기구와 카메라, 깃발 6개, 가족 사진, 깃털 1개, 골프공 2개 를 버렸습니다 . 아폴로 14호 사령관 앨런 셰퍼드가 "마일과 마일"을 쳤습니다. 이 목록에는 2달러 지폐 100장(1.58파운드)도 포함되어 있습니다. 지구에서는 희귀하지만 지금은 우주에서 가장 가치 있는 지구 통화로 여겨집니다. 하지만 아직 비트코인을 거래하지 마세요. 지폐의 잉크가 태양의 강한 자외선에 완전히 퇴색되었을 수 있습니다.

"침식도 없고, 먼지 폭풍도 없어 덮이거나 숨길 수 없습니다." 애리조나 대학교 천문학 교수이자 우주 쓰레기 전문가인 크리스 임피는 말한다. "그것들은 영원히 거기에 있습니다."

아폴로와 같은 역사적인 임무의 경우, 이는 실제로 문제가 되지 않습니다. 닐 암스트롱이 달 표면에 처음 발을 디딘 것은 논란의 여지 없이 인류의 가장 위대한 업적 중 하나 이며, 미국이 해결해야 할 과제는 발자국과 달 버기, 골프공과 배설물 봉지에 이르기까지 착륙 지점을 원래 상태로 보존하는 것입니다.

"미국인들은 어떤 의미에서 그 지역이 일종의 국립공원이나 보호구역이 되기를 바랄 것입니다." 임피가 말했다. "하지만 규칙은 없습니다. 만약 기업가가 미래에 아폴로 착륙 지점을 가상 테마파크로 만들고 싶어한다면, 그들은 그렇게 할 수 있습니다."

인간이 달로 돌아가 기지를 건설 할 때 , 새로운 세대의 달 우주인이 남긴 쓰레기와 폐기물은 같은 역사적 가치를 갖지 못할 것입니다. 대신 NASA는 지구의 철학인 줄이고, 재사용하고, 재활용하는 것을 채택할 계획입니다. 그리고 주된 동기는 실용적입니다.

신세대 우주인이 달에 착륙하면 Surveyor 3호 탐사선과 같은 이전 임무의 잔해가 중요한 부품을 제공할 수 있습니다(출처: NASA)

"지구에서 무엇이든 날리는 것은 로켓 연료가 너무 많이 필요하기 때문에 매우 비쌉니다." NASA의 최신 Centennial Challenge 프로그램인 LunaRecycle 을 이끄는 Jennifer Edmunson의 말입니다 . "지구에서 달까지 1kg을 날리는 데는 100만 달러에서 120만 달러(79만 파운드에서 95만 파운드)가 듭니다."

"우리가 그곳에서 할 수 있는 모든 종류의 재활용은 경제에 완전히 이롭습니다." 에드먼슨은 말한다. "그뿐만 아니라, 우리는 달을 놀라운 장소로 보존하고 매립지로 만들고 싶지 않습니다."

NASA는 300만 달러(237만 파운드) 규모의 LunaRecycle 경연대회를 통해 전 세계의 참가자들이 재료를 재활용하는 혁신적인 방법을 고안하도록 장려할 수 있기를 바라고 있습니다.

"Centennial Challenges는 NASA가 하는 가장 멋진 프로그램 중 하나입니다. 왜냐하면 우리는 모든 계층의 사람들에게서 아이디어를 크라우드소싱할 수 있기 때문입니다."라고 Edmunson은 말합니다. "우리는 플라스틱, 금속, 버블랩이나 직물과 같은 재료, 그리고 주변에 널려 있는 모든 폐기물과 같은 것들을 살펴보고 있습니다."

 

우리는 실제로 거기에 있는 오래된 착륙선 중 일부를 사용하고 그로부터 알루미늄을 채굴하는 것에 대해 이야기했습니다. – Jennifer Edmunson

에드먼슨은 "그래서 우리는 식품 패키지를 숟가락이나 보관 용기, 심지어 예술 작품으로 변형해 본질적으로 집과 같은 달 서식지 환경을 만들 수 있을 것입니다."라고 말합니다.

아무도 암스트롱의 아폴로 11호나 초기 소련 임무(소련은 달에 탐사선을 착륙 시킨 최초의 국가 )의 잔해를 수거하여 식기나 추상 미술품을 만들자고 제안하지는 않지만, 달 표면에는 아마도 덜 가치 있는 다른 하드웨어가 많이 있습니다. 예를 들어 미국에는 Surveyor 착륙선이 여러 대 있고 , 부품과 재료를 얻기 위해 분해할 수 있는 추락한 달 위성도 여러 대 있습니다.

"우리는 실제로 거기에 있는 오래된 착륙선 중 일부를 사용하고 그로부터 알루미늄을 채굴하는 것에 대해 논의했습니다."라고 에드먼슨은 말합니다. 하지만 이것이 합리적으로 들릴 수 있지만, NASA가 아이디어에 대한 도전을 발표한 이유는 이 모든 것이 쉽지 않을 것이기 때문입니다.

호주 멜버른에 있는 스윈번 기술 대학의 지속 가능한 광물 가공 분야 교수인 제프 브룩스는 "저중력, 고진공 상태에서 달 먼지에 둘러싸여 작업하게 될 것"이라고 경고했습니다.

변기와 같은 필수 장비를 지구에서 보낼 수 없다면 우주인들은 이용 가능한 부품으로 제작해야 합니다. (출처: NASA)

Brooks는 금속이나 플라스틱과 같은 재료를 진공 상태에서 처리하는 것이 이점이 될 수 있다고 말합니다. "저중력은 재료를 분리하는 데 어려움을 주고 끈적거리고 연마성이 있는 먼지는 기계를 움직이는 데 매우 나쁘고 그저 일반적인 성가신 일입니다."

달에는 대기가 없고 따라서 대류도 없기 때문에 장비를 냉각하고 독성 연기나 잔여물을 제거하는 과제도 있습니다. 브룩스의 연구에는 금속을 포함한 달 광물을 추출하고 가공하여 태양의 집중된 열로 유용한 재료로 만드는 기술을 개발하는 것이 포함됩니다( 여기에서 그의 작업에 대한 강의를 볼 수 있습니다 ). 예를 들어 그의 "달 강철"은 지구에서 사용되는 탄소가 아닌 공정에서 쉽게 구할 수 있는 실리콘을 사용합니다.

"하지만 처음부터 영리하다면 달에서 채굴할 필요성과 달로 재료를 가져오는 비용을 최소화할 수 있습니다." 브룩스가 말했습니다. "이것은 달에서 커뮤니티를 유지하는 데 있어 가장 큰 과제 중 하나입니다."

NASA의 최근 챌린지는 무독성 재료의 재활용에 대한 아이디어만을 모색하고 있지만, 미래의 우주인이 달에서 필요로 할 다른 형태의 재활용에 관해서는, NASA는 1969년 이래로 먼 길을 왔습니다.

 

우리가 달에서 식량을 재배하고 싶다면 – 거의 확실히 그렇게 해야 할 것입니다 – 우주인 폐기물을 비료로 사용하는 것이 합리적일 것입니다.

"국제 우주 정거장(ISS)의 우주인들은 어제 마신 커피를 '물'이라고 부릅니다. 왜냐하면 소변이 재활용되기 때문입니다." 달과 화성을 정착시키는 것의 실용성을 조사한 A City on Mars 의 공동 저자인 켈리 와이너스미스의 말입니다 . 사실, 최근 배관 수리와 추가 공사가 진행된 후 현재 NASA는 ISS의 물 재활용 시스템이 기록 적인 98% 효율로 가동되고 있다고 말합니다. 즉, 우주인의 소변, 땀, 호흡에서 나오는 수분은 거의 모두 식수로 재활용된다는 뜻입니다.

이것이 폐쇄 루프 재활용 시스템이라고 알려진 것으로, 거의 모든 폐기물이 유용한 것으로 다시 전환됩니다. 지구에서 우리는 종종 동물과 인간의 폐기물, 또는 퇴비화된 폐기물을 땅에 뿌려 작물을 재배합니다. 우리가 달에서 식량을 재배하고 싶다면(확실히 그렇게 할 것입니다) 우주인 폐기물을 비료로 사용하는 것이 합리적일 것입니다. 하지만 새로운 것만 가능합니다.

우주인들의 폐기물을 비료로 사용하면 달에서 식량을 재배하는 것이 더 쉬워질 것입니다(출처: NASA)

"NASA는 닐 암스트롱의 오래전에 사라진 배변물에서 토마토를 재배하지 않기를 바랄 것입니다. 아폴로 우주인이 남긴 모든 것은 NASA의 유산으로 간주되기 때문입니다."라고 와이너스미스는 말합니다.

이런 종류의 생물학적 재활용에 관해서, 중국은 최근 지구에 시뮬레이션된 우주 서식지를 만드는 데 성공했습니다. 2017-18년 베이징의 베이항 대학에서 Lunar Palace-1 실험 (Palace는 실제로 Permanent Astrobase Life-support Artificial Closed Ecosystem의 약자입니다) 동안 자원봉사자들은 한 번에 최대 200일 동안 밀폐된 환경에서 생활하고 재활용된 공기, 물, 음식을 섭취했습니다.

"그들이 사용한 훌륭한 재활용 기술 중 하나는 그들이 먹을 수 없는 식물 부분을 먹는 밀웜을 두었다는 것입니다."라고 Weinersmith는 말합니다. "그러면 그 밀웜이 단백질 공급원이 되고, 그들은 밀웜에 향신료를 넣고 밀웜을 먹습니다. 이런 식으로 그들은 그들이 가진 모든 것을 활용할 수 있었습니다."

따라서 우주 탐사의 당장의 미래 현실은 반짝이는 복도와 음식 복제기의 공상과학 꿈에 부응하지 못할지도 모릅니다. 대신, 어떤 달 기지든 먼지가 쌓이고 쓸모없는 우주선으로 만든 가구와 인간의 배설물에서 자란 샐러드와 밀웜으로 이루어진 식단, 어제의 소변이었던 인스턴트 커피로 씻겨 내려갈 가능성이 큽니다.

그래도 골프는 좋아요.