Mars Terraforming
Ernst Schule Internationale
학년: 7학년, 9학년
이름: 장준우, 최일훈
2020. 9. 21.
Mars Terraforming
지도교사 Kevin
2020년 9월 21일
Ernst Schule Internationale
7학년 장 준 우 9학년 최 일 훈
목 차
I. Introduction----------------------------------- 1P
II. Why humans can't continue living on Earth-----2P
1. 현재 科學者들이 豫測하는 人類의 前望-------------------2P
2. 人類 滅亡 대안 방안-----------------------------------------3P
III. 地球를 떠나 다른 行星으로 가는 過程, terraforming-4P
1. 地球를 떠나는 方法과 걸림돌---------------------------4~5P
2. 火星을 地球처럼, terraforming--------------------------------6~8P
IV. 火姓 정착 그 이후에 인간들-------------------------9P
1. 火星에 인간이 적응할 수 있을까?
2. 火星 정착 이후에 人間이 해야 하는 과제
V. conclusion---------------------------------------------10P
참고 문헌-------------------------------------------11P
I. Introduction
우리는 Elon Reeve Musk 가 왜 Mares Terraforming을 시도하는 것 인지 궁금했다. 그리고 terraforming이 人類에게 어떤 영향을 주고 현재 얼마나 필요한지, 지금 地球는 人類를 얼마나 긴 시간 동안 받아드릴 수 있는지, 火星은 가능한지, 왜 火星 인지, 그리고 우리는 왜 terraforming을 해야 하는지, terraforming의 걸림돌은 무엇인지, Elon Musk는 무슨 사람이길래 이것을 시도하는 것인지 궁금했다.
여러 Elon Musk의 강의와 정보들을 뉴스와 위키백과, 나무위키에 등재되어 있는 내용을 참고했다.
본론 첫 번째 파트인 why humans can’t continue living at Earth는 여러 과학자가 예상하는 지구의 미래와 인류멸망이 얼마 남지 않은 이유에 대해 알아보았고 서술했다. 그리고 해결방안(물론 완전이 막지는 못하고 시간을 버는 용도이다)
본론 두 번째 파트인 地球를 떠나 다른 行星으로 가는 過程, terraforming은 space x에서 계획중인 화성으로 가는 과정과 terraforming에 대해 서술했다.
본론 세 번째 파트인 화성 정착 이후의 인간들 은 우리가 화성에 가는데 문제가 뭐가 있는지, 그리고 무엇을 우리가 해야 우리가 더 진화할 수 있는지 서술했다.
II. Why humans can't continue living on Earth
1. 현재 科學者들이 豫測하는 人類의 前望
1970年 6月부터 2年간 전세계 碩學들과 기업가, 정치인 등 지도자들이 모인 Club of Rome에서 人類의 未來에 대해 硏究했다. 結果는 이렇다. 2020年은 人類 문명에 변화가 일어나는 정점이며, 2040年~2050年 즈음엔 人類가 滅亡한다는 결과가 나왔다. 물론 이게 정확하지는 않지만, 그 연구결과처럼 대기가 좋지 않은 쪽으로 가고 있는 것은 사실이다.
미국의 과학자 peter Brennan은 ‘대 멸종 연대기’라는 책에서 ‘人類의 파괴적인 행동으로 100년안에 6번째 대 멸종이 올 수 있다. 이때 생명 종의 70%가 멸종될 것으로 예상된다” 라고 말했다.
United Kingdom의 天才 物理學者 Stephen William Hawking博士는 “‘人類가 滅亡하지 않으려면, 향후 200년 안에 地球를 떠나야 한다.”라고 했다. 대표 원인은 氣候變化였다. 그는 “人類가 地球 온난화를 되돌릴 수 없는 시점에 가까이 와 있다.”며 “때가 되면 地球는 섭씨 460도의 고온 속에 황산 비가 내리는 金星처럼 변할 수 있다.”고 말했다.
많은 科學者들은 氣候變化 말고도 傳染病도 人類 滅亡의 시나리오로 생각하고 있다. 현재 COVID-19으로 많은 사람들이 고통 받고 있다. COVID-19이 요즈음 연구소에서 유출되었다는 뉴스가 쏟아지고 있다. 아닐 수 도 있지만 현재 연구소에서 위험한 virus가 많은 것 은 사실이다. 이 virus가 유출된다면 정말로 人類 滅亡이 올 수 도 있다.
2. 人類 滅亡 대안 방안
사실상 지금은 우리가 인류 멸망을 바꿀 수는 없다. 하지만 시간은 벌을 수 있다. 아래 방법이 인류멸망을 늦추어 줄 것이다.
Stephen William Hawking박사는 人類 滅亡 요인 4가지를 virus, 地球 溫暖化, 핵전쟁, 인공지능 robot이라고 예측했다 virus는 앞에서도 말했듯이 인간이 만들어내는 것 이다. 난 火星에 간다고 해도 사람들이 결국엔 다시 virus를 만들거나 virus를 가지고 火星으로 갈 가능성이 높다고 생각한다. 하지만 地球 溫暖化는 Mares에 가면 일단 급한 불은 끌 수 있다. Mares도 결국엔 Earth와 같은 結果를 맞게 되겠지만 時間을 많이 때울 수 있을 거다. 핵전쟁은 火星에서도 일어날 수 있지만 火姓까지 가서 국가 싸움이 일어날까? 언젠간 사람들이 긴장감이 느슨해지면서 핵을 다시 만들겠지만 핵전쟁은 내 생각으로는 원래 가능성이 낮은 시나리오 이라고 생각한다. 아무리 서로 핵을 쏴 대도 적당한 선을 지킬 것 이라고 믿는다. 인공지능은 처음부터 programing을 잘 하면 절대 영화 Avengers Age of Ultron’ 의 robot ‘Ultron’ 같이 반대로 인간을 공격하지는 않을 것 이다.
그렇다. 사실상 火星으로 가면 地球 온난화 이외엔 큰 변화가 없을 것 이다. 하지만 인구수는 늘어나고 자원, 식량은 부족한 터, 거기에 地球 온난화로 영화 ‘Interstellar’ 처럼 식량을 재배하는 것도 한계가 있을 거다. 나중엔 정말로 corn 밖에 재배할 수 밖에 없을지도 모른다. 왜 옥수수 밖에 자라지 않는 이유는 corn가 제일 잘 자라고 열악한 환경에서도 잘 자라는 작물이기 때문이다. 그리고 토양을 잘 가리지 않아 열대지방에서 온대 지방, 낮은 해발 고도에서 높은 해발 고도까지 널리 자랄 수 있다. 즉 재배가 수월하다.
위 이유로 地球는 결국 인간이 살 수 없는 곳이 될 殞命이다. 그 시간이 얼마나 될지는 아무도 모르지만 얼마 남지 않은 것은 사실이다. 그러면 人類 滅亡을 하지 않으려면 어떻게 해야 할까? 바로 地球를 떠나고 다른 planet으로 가는 것 이다. 그럼 우리는 어떻게 다른 행성으로 갈 수 있을까?
III. 地球를 떠나 다른 行星으로 가는 過程, terraforming
1. 地球를 떠나는 方法과 걸림돌
현재 Elon Reeve Musk가 運營하고 있는 民間 宇宙 企業인 space x는 2024년에 人間을 Mares에 보낼 計劃을 하고 있다. National Aeronautics and Space Administration 줄여서 NASA는 2035년엔 Astronaut를 보낼 計劃을 하고 있다. 일단 현재 地球 외에 인간이 거주 할 수 있는 구역들은 너무 먼 距離를 가지고 있다. 그리고 가까운 곳은 당장은 人間이 살 수 없다. 그러면 어떻게 해야 할 까? 바로 人間이 살 수 있게 바꾸는 것이다. 그게 바로 terraforming이다. 이 내용은 조금 이따가 다루도록 하고 지금은 다른 行星으로 떠나는 이야기를 해보도록 하겠다. 일단 우리가 옮기기에 제일 適合한 行星은 바로 Mares이다. 왜냐하면 地球에서 金星다음으로 가까운 行星이고 ice, air, 그리고 적절한 자전 주기(24.5시간), 地球와 비슷한 自轉軸 즉 地球 와 마찬가지로 季節이 나타남 등으로 여러 要因이 있다. 더 자세히는 나중에 다루고 이런 理由때문에 火星이 人類가 갈 다음 行星으로 꼽히고 있다. 그럼 어떻게 우리가 火星에 갈 수 있을까? 일단 火星과의 거리는 7,779만 km으로 그렇게 가깝지는 않다. 그러므로 燃料를 아껴야 많은 人間이 火星에 갈 수 있을 것 이다. Space x의 CEO인 Elon Reeve Musk은 火星 定着용 運送計劃을 발표했다. 지금 사람 1명을 space로 보내려면 10조원의 비용이 든다고 한다. Rocket은 한번 사용하면 버리는 1회용이기 때문이다. 그런데 Elon Reeve Musk는 1000번이나 재사용할 수 있는 rocket을 만들고 있다고 한다. 그렇게 해서 火星으로 갈 수 있는 費用을 2억원으로 줄인다고 했다. 그가 계획하는 rocket은 크기가 어마어마하여 승객이 100명에서 200명까지 탈 수 있다고 한다. 거기다가 450t의 貨物도 실을 수 있다고 한다. 그리고 그는 酸素나 窒素를 사용하는 엔진이 아닌 액체 메탄을 燃料로 사용하는 엔진을 構想 중이다. 왜냐하면 火姓에 있는 원소 중 메탄이 많기 때문이다. 그는 우주선과 연료 供給선을 따로 만들어 우주선을 띄우고 그 후 연료 공급 선으로 계속 연료를 공급하고 내려오고 공급하고 내려오는 방법을 구상하고 있다. 그는 火姓과 地球가 가까워지는 때인 26개월의 1번인 때를 놓치지 않고 만개에 달하는 宇宙船을 발사한다. 그 후 NASA보다 3배 빠른 엔진을 사용하여 80일만에 도착하고 그 곳에서 火星 terraforming을 시작한다
그런데 만약 火星에서 人間이 適應하지 못하면 어떻게 될까? 그리고 火姓의 자기장이 약해서 태양풍을 막아내지 못하면 어떻게 될까? 그러면 人類는 滅種하거나 다른 行星을 찾으러 떠나야 할 것이다. 그런데 다른 行星은 너무 멀고, 거기에서 다시 terraforming을 하려면 技術과 時間이 부족하다. 이 문제는 아직 해결 중이다.
2. 火星을 地球처럼, terraforming
말했듯이 火星에서는 당장 人間이 定着해서 살아갈 수 없다. 그러면 Mares에 人間이 살 수 있게 하려면 어떻게 해야 할까? 바로 火姓을 자구처럼 바꾸는 작업, 즉 terraforming을 하는 것이다.
火星 terraforming은 현재 Elon Musk가 열심히 시도하고 있다. 그는 starship project로 인해 火姓으로 人類를 보내는 작업을 2024년부터 시작하려고 하고 있다.
그는 일단 火姓으로 가는 비용을 줄이기 위해 4가지가 필수로 필요 하다고 생각한다.
1. 완전한 재 사용성
2. 궤도에서 재충전
3. 火姓에서 추진체 생산
4. 적절한 추진체
이 4가지를 Elon Musk는 실현하려고 이런 계획을 하고 있다. “충분히 큰 규모를 가진 자급자족 도시로 火姓 여행을 가능하게 하기 위해서 완전한 재활용 성은 필수입니다.” 그는 grasshopper으로 인해 처음으로 수직 이착륙 로켓을 발명했고 falcon 9으로 그것을 증명했다. 그리고 flacon heavy로 그것을 업그레이드 했다. https://www.youtube.com/watch?v=7RmitEVt880
그리고 궤도에서 재충전을 하는 것은 우주선을 궤도 위에 띄우고 부스터 와 탱커를 사용하여 재충전을 함으로써 굉장히 큰 적재 능력을 쌓을 수 있다. 궤도에서 재충전하지 않으면 비용이 약 10배까지도 늘어나고 탑승권 당 비용이 500%까지 늘어난다. 그리고 성능도 늘릴 수 있다. 위 표와 같이 火姓에서 추진체를 생산하기 위해서는 메탄이 가장 합리적인 결정이라고 볼 수 있다. 그렇기 때문에 현재 Elon Musk가 연료를 메탄으로 사용하고 있는 것 이다. 이 것으로 마지막 2가지가 다 완성 되었고 최종적으로 4가지를 이론적으로는 완성 시켰다.
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https://www.youtube.com/watch?v=eXUA2mnzLq0 16:56초에서 21:16초까지가 현재 space x에서 계획 중인 스타쉽 프로젝트이다.
Starship project는 한번에 100명에서 200명의 사람들을 태워서 火星으로 보내는 作業을 40~100년간 총 100만명 이상을 보내는 것이다. 그래서 火星에서 terraforming을 하고 人類를 다 행성 종족으로 만드는 것이 Elon Musk의 starship 계획이다.
이게 그 많은 사람들을 태우고 갈 우주선의 크기이다. 우주선 오른쪽 아래 조그마한 점이 성인 남성의 크기이다. 그는 이것보다 더 큰 우주선이 나와야 火姓 행 행성간 이동이 가능할 것이라고 한다. 여기에 추진체 공장과 철 주물 공장 등 여러 공장과 집들을 지을 화물까지 넣으니 이정도 크기가 작은 것일 수도 있을 것 같다.
중간에 너무 길이가 길고 정확한 이야기만 있고 전체적 틀은 같아서 안 넣은 것이 있다. https://www.youtube.com/watch?v=eXUA2mnzLq0 이 곳에서 Elon Musk가 직접 연설하는 것이 담겨져 있다.
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그럼 우린 火星에 가서 terraforming을 시작해야 할 것이다. 초반에는 地球로부터 식량과 보급품을 공급받고 살아가야 할 것이다. 하지만 시간이 지나면 사람들이 많아지니 그들이 기초적인 자급자족 system을 만들어야 한다. 그 중 제일 중요할 것인 energy는 원자력 발전소나 태양열로 공급받을 것이다. 그 후 기지를 짓고 물과 식량을 만들어야 할 것이다. 수경재배로 조금의 식량을 얻을 수는 있겠지만 地球에서 건조된 식량을 가져와야 할 것이다. 그리고 물은 crater근처에 있는 얼음이나 극지방의 얼음을 녹여서 해결할 수 있다. 기지는 방사능을 막기 위해 땅 속이나 아예 벙커를 짓는 것도 좋은 생각이다. 그 후 제일 중요한 작업이라고 할 수 있는 기온을 높이는 작업을 해야 한다. 대기에 溫室氣體를 살포하면 그게 어느 정도 기온을 높게 바꾸어 줄 것이다. 그러면 극지방의 얼음이 녹을 것이고 dry ice 안에 있는 이산화탄소가 배출될 것이다. 그러면 온난화도 가속화 될 것이다. 火姓에 인공위성을 띄워서 거울로 太陽光을 火星의 얼음 층에 집중시키는 방법으로 얼음을 녹일 수도 있다. 그리고 火星의 極地方에 水素爆彈을 떨어트려서 dry ice에 있는 이산화탄소를 배출시키는 방법도 Elon Musk가 제안했지만 부작용이 어떻게 나올지 모르니 과학자들은 회의적인 반응이다. 小行星을 火星에 일부로 떨어트려서 암모니아, 수소, 혜성의 얼음 같은 여러 필요한 물질도 얻을 수 있다. 이런 方法 중에 어떠한 方法을 쓰던 溫度를 tipping point에 도달시키면 얼음이 녹으면서 사막에 있는 이산화탄소도 같이 방출하면서 溫暖化를 加速化시킬 것이다. 그 후 미생물들이 火姓에 정착하면 火姓에 있는 이산화탄소를 산소로 바꾸고 토양을 정화시킬 수 있다. 그러면 식물이 많이 자랄 수 있을 것이고 人類가 呼吸할 수 있게 될 것이다. 그리고 기계를 이용해서 산소를 공급하는 것도 가능하다.
하지만 이렇게 좋기만 한 것은 아니다. 火姓은 자기장이 거의 없어서 太陽風 등 宇宙 放射能을 막아낼 수 없다. NASA에서는 이 문제를 해결하기 위해 人工磁氣場을 楔齒하는 것도 硏究하고 있다. 遺傳子 造作이나 사이보그 改造도 거론되고 있다.
그리고 火姓에 이산화탄소가 너무 적다는 硏究結果가 발견되었다. 이것은 더 硏究해야 되는 부분이다.
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IV. 火星 정착 그 이후에 인간들
1. 화성에서 인간이 적응할 수 있을까?
화성에서 우린 꼭 적응 해야만 한다. 우린 화성을 terraforming하는데 위와 같이 여러 문제가 있다. 그것 외에도 화성에 갔는데 어떠한 문제들이 생길 수 있다. 만약 화성에서 우리가 살 수 없다면....어떻게 될까?
그래도 화성에서 우리가 적응하지 못할 가능성은 적다. 하지만...하지만 혹시 지금 밝혀지지 않은 내용 중에 우리가 화성에서 살 수 없다는 내용이 있다면 우린 다른 행성으로 가서 terraforming을 시도해야 한다. 다른 행성은 토성의 위성 타이탄, 유로파 등에 terraforming을 시도할 수 있다. 하지만 그곳은 너무 멀고 위성이기 때문에 아무래도 불리한 점이 있다. 그리고 태양에서 멀기 때문에 더 춥고 asteroid belt를 통과해서 가야 하기 때문에 너무 위험하다. 그러니 가능하면 화성에서 terraforming을 하는 것이 좋다.
2. 정착 이후에 인간들이 해야 할 과제
人類는 火星에 定着을 반드시 成功해 낼 것이다. 火星이 아니더라도 다른 行星에라도 가서 滅種을 피할 것이다. 하지만 火星에서도 언젠가 떠나야 하는 行星이고 地球는 결국 역사에만 남을 것이다. 나중에는 사람들이 ‘地球라는 조그마한 곳에서 우리 조상이 살았었 데’ 라고 말할 수도 있다. 하지만 이렇게 하려면 우린 더 技術을 發展시켜야 할 것이다. 그리고 火姓에서 다시 기술을 발전시키는 것이 쉽지는 않을 것이다. 하지만 해야지만 人間이 계속 살 수 있고 生存할 수 있을 것이다. 더 우주에 대해 알아내고 행성 간이 아니라 solar system간 옮겨 다니는 우주선을 만들어야 한다. 그리고 과학, 수학을 발전시키고 사람들이 감수성 높게 살 수 있도록 시와 책 같은 여러 문학적인 생활을 즐길 공간을 만들어 주어야 한다. 또한 악기를 사람들이 즐길 수 있게 만들어야 한다. 그렇지 않으면 사람들은 무뚝뚝해 지고 사람들이 사랑하지 않을 것이다. 더 드넓은 宇宙로 우리가 한발 더 나아가고 그것과 함께 여러 다른 분야를 연구해야 한다.
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V. conclusion
地球는 언젠가 망할 것이다. 그런 地球에 남지 않고 새로운 行星에서 새로운 시작을 하려는 것이 현재 Elon Musk가 하는 일이다. 그는 地球儀 암울한 未來를 보고 人類 滅亡을 막기 위해 火星에 都市를 세우려 한다. 처음에는 그의 말은 헛소리라고 하며 우스갯소리에 불과했지만 현재 그는 space x라는 會社를 설립하여 2008년에 民間 企業 최초로 rocket을 地球 軌道에 진입 시켰다. 그는 宇宙船을 發射, 궤도 비행, 회수 했으며, 국제우주정거장에 최초로 도킹한 민간 기업의 설립자이다. 스페이스X는 2011년 재 使用 가능한 rocket 發射 system 開發을 發表했다. 그리고 2015년 12월, Falcon 9의 1단 추진 rocket이 發射臺 近處에 位置한 着陸場에 성공적으로 수직 역 추진 착륙 하였다. 이는 地球 궤도 비행 용 우주선으로서는 전례 없었던 업적 이기도 하다. 2016년 4월, CRS-8 발사 미션에서 스페이스X는 처음으로 1단 추진 rocket의 해상 바지선 수직 착륙에 성공하였다. 2016년 5월에는 고난도의 정지 천이 궤도 발사 미션에서 1단 추진 로켓 착륙에 성공하였다. 2017년 3월, 스페이스X는 세계 최초로 1단 추진 로켓을 발사에 재사용한 뒤 착륙에 성공했다. 그리고 그는 우주선 발사 비용을 획기적으로 줄이고 현재는 火姓으로 갈 기술을 개발 중이다. 그것도 그냥 가는 것이 아니라 100명에서 200명을 태우는 상업용 로켓을 만든다고 했다. 그렇게 火姓으로 보내고 火姓에서 terraforming을 하여 40년에서 100년 후면 火姓에 문명을 세운다고 했다. 하지만 지금은 이것이 절대 우스갯소리가 아니라 현실로 가능한 정도가 되었다. 그는 자신이 생각하는 모든 것을 실현에 옮기고 있다. 地球 온난화로 황폐해지는 地球를 버리고 火姓, 더 크게 보면 새로운 solar system으로 옮기는 계획을 세우고 있다. 현재 그가 만드는 技術을 다듬고 더 발전시키면 정말 이게 꿈이 아닐 수 있다. 우리가 전 우주로 퍼져 새로운 은하를 찾아 다니는 정말 영화 같은 세상이 나올 수 있다. 더 이상 空想科學이 아니다. 이제는 현실이 되어버렸다. 우린 火姓 terraforming을 통해서 엄청난 기술적 진보를 거듭할 것이다. 이제는 이 현실을 받아 드려야겠다. Elon Musk는 이렇게 말했다.”인류는 내가 구한다.” 그리고 또 이렇게 말했다. “난 죽거나 병들기 전까지 절대 포기하지 않을 것이다”
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참고 문헌
https://namu.wiki/w/%ED%85%8C%EB%9D%BC%ED%8F%AC%EB%B0%8D
http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=17998
https://m.etnews.com/news/article.html?id=20150422000351
https://www.pdjournal.com/news/articleView.html?idxno=55820
http://www.sisajournal.com/news/articleView.html?idxno=169929
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%84%EC%82%B0%ED%99%94_%EC%A7%88%EC%86%8C
https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%99%94%EC%84%B1
https://www.youtube.com/watch?v=H_d6QAb6lKI
https://www.youtube.com/watch?v=eXUA2mnzLq0
https://www.youtube.com/watch?v=-EM1E6fdGzU
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